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DE60021077T2 - DEVICE AND METHOD FOR SAMPLING - Google Patents

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DE60021077T2
DE60021077T2 DE60021077T DE60021077T DE60021077T2 DE 60021077 T2 DE60021077 T2 DE 60021077T2 DE 60021077 T DE60021077 T DE 60021077T DE 60021077 T DE60021077 T DE 60021077T DE 60021077 T2 DE60021077 T2 DE 60021077T2
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DE
Germany
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channel
sample
capillary
control device
temperature control
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE60021077T
Other languages
German (de)
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DE60021077D1 (en
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A. Todd TAYLOR
W. William CARSON
Xian-Wei Yao
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Applied Biosystems LLC
Original Assignee
PerSeptive Biosystems Inc
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Publication date
Application filed by PerSeptive Biosystems Inc filed Critical PerSeptive Biosystems Inc
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung ist auf Vorrichtungen und Verfahren zur Probenabgabe gerichtet. Spezieller ist die Erfindung auf Vorrichtungen und Verfahren zur automatischen mikrodimensionierten Probenabgabe an chemische Reagenzien und/oder Analysenvorrichtungen gerichtet.The The present invention is directed to apparatus and methods for sample delivery directed. More particularly, the invention is to devices and methods for automatic microdimensioned sample delivery to chemical Reagents and / or analytical devices directed.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Verfahren zur Ausführung von chemischen Reaktionen erfordern häufig mehrere Schritte in mehreren Reaktionsgefäßen, einschließlich ein umfassendes Handhaben von Reagenzien. Diese Beschränkungen können zu experimentellem Fehler, Verunreinigung und einem Risiko einer Einwirkung von gefährlichen Substanzen auf Laborarbeiter führen.method for execution Of chemical reactions often require several steps in several Reaction vessels, including one comprehensive handling of reagents. These restrictions can to experimental error, contamination and a risk of Exposure to dangerous Lead substances to laboratory workers.

Die US-A-4906344 offenbart eine thermische Technik zur Volumenfluidbewegung bei einer Kapillarelektrophorese. Die US-A-4979365 offenbart einen elektrothermisch betriebenen Aktuator.The US-A-4906344 discloses a thermal technique for volume fluid movement in capillary electrophoresis. US-A-4979365 discloses a electrothermally operated actuator.

Analysentechniken erfordern typischerweise ein hohes Maß an Arbeit und die Verwendung von komplizierten Vorrichtungen. Außerdem beinhalten viele chemische Labor- und Industrieprozesse die Verwendung von verhältnismäßig großen Volumina von Reagenzien und mehreren Laborinstrumenten. Z.B. erfordern typische großdimensionierte Immunoassays die Verwendung von Pipetten, Reaktionsgefäßen und Reaktionskammern. Siehe z.B. Mattiasson et al., Proc. Int. Symp. on Enzyme-Labeled Immunoassay of Hormones and Drugs (Pal, S., Hersg., Walter de Gruyter, Berlin (1978), S.91). Solche Prozesse können ungeachtet der Größe der Reaktion auch mehrere Schritte erfordern. Demgemäß gibt es eine Möglichkeit für eine verringerte Genauigkeit aufgrund der Einführung von Verunreinigungen, Volumenungenauigkeiten und geringer Reproduzierbarkeit. Diese Anwendungen gravierend, bei denen biologische Proben, wie z.B. Immunoassays, Polynucleotidamplifikationen oder Hybridisierungen, analysiert werden.analysis techniques typically require a high level of work and use of complicated devices. In addition, many include chemical Laboratory and industrial processes the use of relatively large volumes of Reagents and several laboratory instruments. For example, require typical oversized Immunoassays the use of pipettes, reaction tubes and Reaction chambers. See, e.g. Mattiasson et al., Proc. Int. Symp. on Enzyme-Labeled Immunoassay of Hormones and Drugs (Pal, S., Hersg., Walter de Gruyter, Berlin (1978), p.91). Such processes can be ignored the size of the reaction too require several steps. Accordingly, there is a possibility for one reduced accuracy due to the introduction of impurities, Volume inaccuracies and low reproducibility. These applications serious in which biological samples, such as e.g. immunoassays Polynucleotide amplifications or hybridizations.

Kürzlich sind Anstrengungen unternommen worden, um chemische Prozesse zu modernisieren, um Kosten zu reduzieren, eine Genauigkeit zu erhöhen und Reaktionsausbeuten zu verbessern. Z.B. sind Kapillarelektrophoresetechniken vorschlagen worden, um eine Auflösung bei Immunoassays zu erhöhen. Verschiedene Versuche sind unternommen worden, um andere übliche Analysentechniken, wie z.B. die Polymerasekettenreaktion (PCR), zu verbessern. Z.B. berichtet das US-Patent 5,273,907 über eine mit PCR-Reagenzien vorbeladene Kapillare, die verwendet wird, um eine Probe an die Reagenzien zur DNA-Amplifikation abzugeben. Ähnlich beschreibt die internationale Patentveröffentlichung WO93/22058 ein mikrodimensioniertes Gerät zur Ausführung von PCR. In diesem Fall werden PCR-Reagenzien von einer ersten Kammer durch Bewegung von Materialien durch Kanäle in einem Mikrochip mit einer Probe in einer zweiten Kammer gemischt.Recently Efforts have been made to modernize chemical processes Reduce costs, increase accuracy and reaction yields to improve. For example, capillary electrophoresis techniques have been suggested for a resolution to increase in immunoassays. Various attempts have been made to use other common analytical techniques, such as. the polymerase chain reaction (PCR). For example, For example, U.S. Patent 5,273,907 reports one with PCR reagents preloaded capillary, which is used to send a sample to the Reagents for DNA amplification leave. Similar describes International Patent Publication WO93 / 22058 micro-sized device for execution from PCR. In this case, PCR reagents are from a first chamber by moving materials through channels in a microchip with one Sample mixed in a second chamber.

Es gibt einen Bedarf im Stand der Technik an Verfahren und Vorrichtungen, die die Arbeit, Kosten, biologische Gefährdungsexposition und Kompliziertheit, die mit einer mikrodimensionierten Probenabgabe für chemische Reaktionen und Analysentechniken verbunden ist, verringern. Die vorliegende Erfindung spricht diesen Bedarf an.It There is a need in the art for methods and devices, the work, costs, biohazardous exposure and complexity, those with a micro-sized sample delivery for chemical Reactions and analysis techniques is reduced. The The present invention addresses this need.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es sind nun Vorrichtungen und Verfahren entwickelt worden, um automatisch eine Probe an ein Reaktionsgefäß, ein Analysengerät oder eine beliebige Stelle abzugeben, wo eine Probeneinführung oder -ablagerung erwünscht ist. Allgemein gesprochen, betrifft die Erfindung ein thermisch gesteuertes mikrodimensioniertes Probenabgabesystem und ein Verfahren zu seiner Verwendung. Eine Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abgabe einer Probe an einen Kanal, in dem chemische Reaktionen auftreten.It Now devices and methods have been developed to automatically a sample to a reaction vessel, an analyzer or a deliver any location where sample introduction or deposition is desired. Generally speaking, the invention relates to a thermally controlled microdimensional sample delivery system and a method for his Use. An embodiment The invention comprises an apparatus and a method for dispensing a sample to a channel where chemical reactions occur.

Ein Probenabgabesystem der Erfindung, wie durch Anspruch 1 definiert, umfasst im Allgemeinen ein Gehäuse, das einen Kanal, z.B. eine Kapillare, begrenzt, und ein Temperaturregelgerät in thermischer Verbindung mit dem Kanal. Der Kanal ist an einem Ende verschlossen und enthält eine Öffnung zur Einführung einer Probe. Das verschlossene Ende ist typischerweise mit dem Temperaturregelgerät verbunden. Das Temperaturregelgerät kann eine thermoelektrische Erwärmungsvorrichtung, wie z.B. ein Peltierelement, zum Erwärmen und Kühlen eines thermisch expandierbaren Fluids im Kanal sein. Das Temperaturregelgerät kann auch ein temperaturgeregeltes Fluid umfassen, das in thermischer Verbindung mit dem Kanal steht.One A sample delivery system of the invention as defined by claim 1, generally includes a housing, one channel, e.g. a capillary, limited, and a temperature control unit in thermal Connection with the channel. The channel is closed at one end and contains an opening for the introduction a sample. The closed end is typically connected to the temperature control device. The temperature control device a thermoelectric heating device, such as. a Peltier element, for heating and cooling a thermally expandable Be fluids in the channel. The temperature control device can also be a temperature-controlled Include fluid which is in thermal communication with the channel.

Ein Probenabgabesystem der Erfindung umfasst vorzugsweise ein Array von unabhängigen Kanälen, so dass mehrere Proben gleichzeitig abgegeben werden können. Die Kanäle sind häufig Kapillaren, die nichtbenetzbare Oberflächen aufweisen können. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Kanäle Kapillaren, die darin mindestens ein chemisches Reagens unbeweglich gemacht aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Reagens in einer Kapillare durch Immobilisierung z.B. durch Trocknen des Reagens auf den Wänden der Kapillare vorbeladen. Reagenzien können auch durch Absorption in einem Pfropfen von Material, wie z.B. Baumwolle, der in der Kapillare platziert ist, unbeweglich gemacht sein. Reagenzien sind typischerweise auf den Kapillarwänden in einer oder mehreren diskreten Stellen unbeweglich gemacht.A sample delivery system of the invention preferably comprises an array of independent channels so that multiple samples can be dispensed simultaneously. The channels are often capillaries which may have non-wettable surfaces. In another embodiment of the invention, the channels are capillaries having immobilized therein at least one chemical reagent. In a preferred embodiment, a reagent in a capillary is preloaded by immobilization eg by drying the reagent on the walls of the capillary. Reagents can too by immobilization in a plug of material such as cotton placed in the capillary. Reagents are typically immobilized on the capillary walls in one or more discrete locations.

Eine andere Ausführungsform des Probenabgabesystem umfasst ein zweites Temperaturregelgerät. Das zweite Temperaturregelgerät kann zum Erwärmen und/oder Kühlen der Probe und Reagenzien in der Kapillare positioniert sein. Das zweite Temperaturregelgerät umfasst vorzugsweise eine erste Leitung zum Erwärmen und eine zweite Leitung zum Kühlen. Das zweite Temperaturregelgerät ist deshalb angepasst, um die Temperatur in einem diskreten Teil der Kapillare, typischerweise in Richtung auf das offene Ende der Kapillare, zu steuern. D.h., das zweite Temperaturregelgerät sollte keine Temperaturänderungen des Fluids oder Gases in der Nähe des verschlossenen Endes der Kapillare verursachen. Zu diesem Zweck kann ein Probenabgabesystem auch eine Isoliertrennwand in der Kapillare enthalten, um dabei zu helfen, ein Probenvolumen in der Kapillare stationär zu halten.A other embodiment the sample delivery system includes a second temperature control device. The second Temperature control device can be used for heating and / or cooling the sample and reagents are positioned in the capillary. The second temperature control device preferably comprises a first conduit for heating and a second conduit for heating Cool. The second temperature control device is therefore adjusted to the temperature in a discrete part the capillary, typically towards the open end of the Capillary, to control. That is, the second temperature control device should no temperature changes of the fluid or gas near the cause the capillary to close. To this end For example, a sample delivery system can also have an isolation partition in the capillary included to help with a sample volume in the capillary stationary to keep.

Demgemäß kann die örtliche Temperatur einer Reaktion zwischen Reagenzien und Probe durch ein zweites Temperaturregelgerät ohne Bewegen der Probe in der Kapillare oder durch Bewegen des zweiten Temperaturregelgeräts entlang der Kapillare gesteuert werden. Ein Probenabgabesystem der Erfindung kann mehr als zwei Temperaturregelgeräte enthalten. Jedoch kann ein einziges Temperaturregelgerät verwendet werden, um sowohl die ganze Kapillare als auch diskrete Stellen zu erwärmen und/oder zu kühlen. Ein Probenabgabesystem der Erfindung kann mehr als zwei Temperaturregelgeräte enthalten.Accordingly, the local Temperature of a reaction between reagents and sample through a second temperature control device without moving the sample in the capillary or by moving the second Temperature control device controlled along the capillary. A sample delivery system of Invention may contain more than two temperature control devices. However, one can single temperature control device be used to both the whole capillary and discrete Bodies to warm and / or to cool. A sample delivery system of the invention may include more than two temperature controllers.

Verfahren der Erfindung, wie in den Ansprüchen 7 und 10 definiert, sorgen für die Abgabe einer Probe an vorher angeordnete Reagenzien in einem Kanal, an eine Eingabeöffnung eines Analysengeräts oder an eine andere Stelle, wo die Probe oder ihre Reaktionsprodukte gewünscht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform erwärmt ein Temperaturregelgerät in Verbindung mit einer Kapillare das Gas in der Kapillare, so dass das Volumen, das durch das Gas eingenommen wird, ansteigt, wodurch sein Druck zunimmt. Diese Zunahme im Volumen und Druck zwingt Gas durch die Kapillaröffnung. Die Öffnung der Kapillare wird dann einer Probe ausgesetzt, z.B. indem das offene Ende in eine flüssige Probe untergetaucht wird. Beim Kühlen kontrahiert das Volumen von Gas, das im Kanal zurückbleibt, und der Druck in der Kapillare nimmt ab. Als Folge wird eine Aliquote einer Probe in die Kapillare gezogen, um den Volumenhohlraum zu füllen, der durch das kontrahierende Gas zurückgelassen wird. Bei ausreichender Kühlung wird die Probe weit genug in die Kapillare gezogen, um mit chemischen Reagenzien, die darin angeordnet sind, Kontakt zu machen, wenn vorhanden.method of the invention as in the claims 7 and 10 defined, take care of the delivery of a sample to pre-arranged reagents in a channel, to an input port an analyzer or to another location where the sample or its reaction products required become. In a preferred embodiment, a heated Temperature control device in conjunction with a capillary, the gas in the capillary so that the volume occupied by the gas increases, thereby his pressure increases. This increase in volume and pressure forces gas through the capillary opening. The opening the capillary is then exposed to a sample, e.g. by the open End in a liquid Sample is submerged. When cooling contracts the volume of gas remaining in the channel and the pressure in the capillary decreases. As a result, an aliquot a sample drawn into the capillary to the volume cavity to fill, which is left behind by the contracting gas. If sufficient cooling The sample is drawn far enough into the capillary to contact with chemical Reagents that are arranged to make contact, if any.

Produkte der Reaktion, wenn vorhanden, können aus der Kapillare entfernt werden, indem das Gas in der Nähe des verschlossenen Endes in der Kapillare erwärmt wird. Alternativ kann die in die Kapillare gezogene Probe aus der Kapillare entfernt werden, ohne dass eine Reaktion auftritt, und an einen anderen Reaktionsort, Kapillare, Analysengerät oder irgendwohin, wo eine Probenablagerung gewünscht wird, abgegeben werden.Products the reaction, if any, can be removed from the capillary by placing the gas close to the capillary Finally heated in the capillary becomes. Alternatively, the drawn into the capillary sample from the Capillaries are removed without any reaction, and to another reaction site, capillary, analyzer or somewhere, where a sample deposit desired will be delivered.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird ein Probenabgabesystem der Erfindung verwendet, um eine Probe in eine Probenanalysenvorrichtung einzuführen, wie in der in gemeinsamem Besitz befindlichen US-A-6375817 offenbart, die hierin durch Bezug aufgenommen wird. Eine Probenanalysenvorrichtung (oder Probenpfropfenbildungsgerät) umfasst im Allgemeinen eine Struktur, die zwei Kanäle begrenzt, die sich unter einem beliebigen Winkel kreuzen, um eine Verbindung (oder "Verbindungsstelle") zu bilden. Einer der Kanäle ist ein Probeneinführkanal mit einer Öffnung zur Einführung einer Probe. Der andere Kanal umfasst einen Trennkanal, in dem ein Medium angeordnet sein kann, das Komponenten trennen kann, von denen vermutet wird, dass sie in der Probe sind. Die Probenanalysenvorrichtung weist weiter eine Einrichtung zum Aufbringen eines ersten Druckunterschieds auf die Kanäle auf, so dass eine Probe in die Verbindung fließt. Anschließend bewegt ein zweiter Druckunterschied einen Teil der Probe in den Trennkanal zur Trennung und/oder Analyse. Mit den geeigneten Parametern und Steuerung der Druckunterschiede kann ein wohldefinierter Probenpfropfen gebildet werden.In another preferred embodiment For example, a sample delivery system of the invention is used to prepare a sample into a sample analyzer such as the one commonly owned US-A-6375817, incorporated herein by reference becomes. A sample analyzer (or sample plugger) comprises In general, a structure that limits two channels that are under at any angle to form a connection (or "joint"). one of the channels is a sample introduction channel with an opening for the introduction a sample. The other channel includes a separation channel in which a Medium can be arranged, which can separate components, of which it is suspected that they are in the sample. The sample analyzer further comprises means for applying a first pressure differential on the channels so that a sample flows into the connection. Then moved a second pressure difference part of the sample in the separation channel for separation and / or analysis. With the appropriate parameters and Control of pressure differences can be a well-defined sample plug be formed.

Folglich stellt die vorliegende Erfindung Vorrichtungen und Verfahren zur schnellen, genauen, automatischen Abgabe von Proben an eine Analyseninstrumentenausrüstung oder an chemische Reagenzien zur Durchführung von chemischen Reaktionen bereit. Bei Verwendung in Verbindung mit einer Probenanalysenvorrichtung, die oben beschrieben ist, kann die Reaktion und anschließende Analyse einer Probe ein vollautomatischer Prozess sein.consequently The present invention provides apparatus and methods fast, accurate, automatic dispensing of samples to an analytical instrument kit or to chemical reagents for carrying out chemical reactions ready. When used in conjunction with a sample analyzer, The above may be the reaction and subsequent analysis be a fully automatic process for a sample.

Die Erfindung wird bei Betrachtung der folgenden Zeichnungen, Beschreibung und Ansprüche besser verstanden.The Invention will become apparent upon consideration of the following drawings, description and claims better Understood.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Veranschaulichung eines Querschnitts eines Array von Probenabgabesystemen der Erfindung, wobei jede Kapillare darin angeordnete Reagenzien aufweist, um chemische Reaktionen auszuführen. 1 Figure 3 is a schematic illustration of a cross-section of an array of sample delivery systems of the invention, each capillary having reagents disposed therein to carry out chemical reactions.

2 ist eine schematische Veranschaulichung eines Querschnitts eines bevorzugten Probenabgabesystems der Erfindung, umfassend eine Kapillare, ein erstes Temperaturregelgerät und ein zweites Temperaturregelgerät. 2 Figure 3 is a schematic illustration of a cross section of a preferred sample delivery system of the invention comprising a capillary, a first temperature control device, and a second temperature control device.

3 ist eine schematische Veranschaulichung eines Querschnitts eines Array von bevorzugten Probenabgabesystemen der Erfindung, umfassend mikroverfertigte Kanäle, wobei jeder einen Innendurchmesser aufweist, der entlang seiner Längsachse variiert. 3 Figure 3 is a schematic illustration of a cross-section of an array of preferred sample delivery systems of the invention comprising microfabricated channels, each having an inner diameter that varies along its longitudinal axis.

4 ist eine schematische Veranschaulichung eines Querschnitts eines Array von bevorzugten Probenabgabesystemen der Erfindung, umfassend Kapillaren, die mit einem ersten Temperaturregelgerät und einem zweiten Temperaturregelgerät verbunden sind. 4 Figure 3 is a schematic illustration of a cross-section of an array of preferred sample delivery systems of the invention, including capillaries connected to a first temperature control device and a second temperature control device.

5A5F sind schematische Veranschaulichungen eines Querschnitts eines Probenabgabesystems der Erfindung während einer Anwendung der Erfindung. 5A - 5F Fig. 3 are schematic illustrations of a cross section of a sample delivery system of the invention during an application of the invention.

6 ist eine schematische Veranschaulichung einer Probenanalysenvorrichtung (auch als ein Probenpfropfenbildungsgerät bezeichnet), das einen Probeneinführkanal und einen Trennkanal aufweist. 6 FIG. 12 is a schematic illustration of a sample analysis device (also referred to as a sample plug forming device) having a sample introduction channel and a separation channel. FIG.

7 veranschaulicht ein als Einheit ausgebildetes Probenabgabesystem und Probenanalysenvorrichtung zur schnellen automatischen Probenherstellung und -analyse. 7 Figure 1 illustrates a unitized sample delivery system and sample analysis apparatus for rapid automated sample preparation and analysis.

Gleiche Bezugszeichen in respektiven gezeichneten Figuren zeigen entsprechende Teile an.Same Reference numerals in respective drawn figures show corresponding Parts on.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die Erfindung liefert im Allgemeinen ein Probenabgabesystem zur automatischen Abgabe einer Probe an Reagenzien zur Durchführung von chemischen Reaktionen und/oder an Analyseninstrumente zur Analyse von mikrodimensionierten Proben. Wie hierin verwendet, soll der Term "Probe" jegliche Quelle, von der vermutet wird, dass sie eine Komponente enthält, die zu detektieren oder zu identifizieren ist, oder eine beliebige potenziell reaktive chemische Einheit bedeuten. Eine Probe kann "unverdünnt" sein oder kann mit einem geeigneten Lösungsmittel verdünnt sein. Im Augenblick bevorzugte Proben umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, biologische Untersuchungsmaterialien, von denen vermutet wird, dass sie eine Komponente von Interesse enthalten. Proben, die zur Verwendung in der beanspruchten Erfindung geeignet sind, umfassen Körperfluide, wie z.B. Blut, Serum, Plasma, Urin, Zerebrospinalflüssigkeit, Saliva, Schweiß, Tränen, Samen, Vaginalflüssigkeit, Fruchtwasser und Aszitesflüssigkeit.The The invention generally provides a sample delivery system for automatic Delivery of a sample of reagents to carry out chemical reactions and / or analysis tools for the analysis of microdimensioned Rehearse. As used herein, the term "sample" is intended to mean any source suspected of that it contains a component, which is to be detected or identified, or any one potentially reactive chemical entity. A sample can be "undiluted" or can be used with a suitable solvent dilute be. Currently preferred samples include, but are not limited to biological specimens that are believed to be they contain a component of interest. Samples for use in the claimed invention include body fluids, such as. Blood, serum, plasma, urine, cerebrospinal fluid, Saliva, sweat, Tears, Seeds, vaginal fluid, Amniotic fluid and ascites fluid.

Allgemein gesprochen, umfasst ein Probenabgabesystem der Erfindung ein Gehäuse, das einen Kanal begrenzt, wie z.B. eine Kapillare. Der Kanal weist ein erstes Ende auf, das eine Öffnung zur Einführung einer Probe sein kann, und ein zweites Ende, das in Verbindung mit einer Volumenregeleinrichtung sein kann. Typischerweise ist ein Ende abgedichtet, wobei ein verschlossenes Ende des Kanals begrenzt wird. Eine Öffnung zur Einführung einer Probe in den Kanal ist vorzugsweise entgegengesetzt zum Ende des Kanals in Verbindung mit der Volumenregeleinrichtung, aber sie kann an einer beliebigen Stelle entlang dem Kanal vorliegen.Generally In other words, a sample delivery system of the invention includes a housing that a channel is limited, such as a capillary. The channel has one first end up, that one opening for the introduction a sample and a second end associated with may be a volume control device. Typically, one is End sealed, with a closed end of the channel is limited. An opening for the introduction a sample in the channel is preferably opposite to the end of the Channels in conjunction with the volume control device, but they can exist anywhere along the channel.

Die Volumenregeleinrichtung kann allgemein gesprochen eine Pumpe, eine Spritze, ein Pipettenballon, ein thermischer Regler oder eine andere Einrichtung zum Ändern des Volumens und/oder Drucks im Kanal sein. Wenn das Probenabgabesystem ein verschlossenes Ende aufweist, ist die Volumenregeleinrichtung vorzugsweise ein Temperaturregelgerät in thermischer Verbindung mit dem verschlossenen Ende des Kanals. Das Temperaturregelgerät expandiert und/oder kontrahiert, d.h. erwärmt und/oder kühlt, ein thermisch expandierbares Fluid, das in der Nähe des verschlossenen Endes im Kanal angeordnet ist. Eine Regelung der Temperatur des thermisch expandierbaren Fluids im Kanal bewegt eine Aliquote von Flüssigkeit, die häufig eine Probe von Interesse enthält, in den Kanal und aus dem Kanal heraus. Auf diese Weise kann eine definierte Probenmenge eine spezifische Strecke im Kanal bewegt werden, dann später aus dem Kanal ausgestoßen werden.The Volume control device can generally speaking a pump, a Syringe, a pipette balloon, a thermal regulator or another Facility for changing the volume and / or pressure in the channel. If the sample delivery system has a closed end, is the volume control device preferably a temperature control device in thermal communication with the closed end of the canal. The temperature control unit expands and / or contracted, i. heated and / or cool a thermally expandable fluid that is near the closed end is arranged in the channel. A regulation of the temperature of the thermally expandable Fluids in the channel move an aliquot of liquid, which is often a Contains sample of interest, into the canal and out of the canal. This way a can defined sample amount moves a specific distance in the channel be, then later ejected from the channel become.

Ein Probenabgabesystem der Erfindung kann auch ein oder mehrere chemische Reagenzien oder Sätze von chemischen Reagenzien aufweisen, die darin angeordnet oder unbeweglich gemacht sind. In diesen Ausführungsformen wird eine Probe durch den Kanal zur anschließenden chemischen Reaktion an die Reagenzien abgegeben. Wenn die chemische Reaktion bei einer Temperatur durchgeführt wird, die keine Umgebungstemperatur ist, kann ein zweites Temperaturregelgerät mit dem Kanal verbunden werden, um die geeigneten Reaktionsbedingungen zu liefern. Nach der Reaktion können die Reaktionsprodukte zur weiteren Reaktion und/oder Analyse aus dem Kanal ausgestoßen werden.One Sample delivery system of the invention may also include one or more chemical Reagents or phrases of chemical reagents disposed therein or immovable are made. In these embodiments is a sample through the channel for subsequent chemical reaction delivered to the reagents. If the chemical reaction at a Temperature performed If there is no ambient temperature, a second temperature control device may be connected to the Channel can be connected to the appropriate reaction conditions deliver. After the reaction can the reaction products for further reaction and / or analysis ejected from the channel become.

Demgemäß kann ein Probenabgabesystem der Erfindung verwendet werden, um zahlreiche Typen von chemischen Reaktionen durchzuführen und/oder eine Analyse von Proben zu fördern. Z.B. kann ein Probenabgabesystem bei Diagnoseanwendungen verwendet werden, wie z.B. einer Blutuntersuchung (z.B. um Blutkomponenten zu identifizieren oder DNA im Blut zu detektieren/identifizieren), Immunoassays (z.B., um die Anwesenheit eines spezifischen Antigens in einer Probe zu detektieren) und kolorimetrischen oder anderen Assays (z.B. radiochemischen, chemilumineszierenden oder Bindungsassays). Ein Probenabgabesystem der Erfindung kann in Anwendungen verwendet werden, um Toxine (z.B. Bakterien, Alkohol, Arzneimittel, Viren, Organismen, Metalle, nichtnormale Niveaus von physiologischen Chemikalien und dergleichen) oder andere Komponenten in einer Probe (z.B. einer biologischen oder Umweltprobe) zu detektieren. Zusätzlich kann ein Probenabgabesystem bei einer chemischen Synthese verwendet werden (z.B. bei der Herstellung von Arzneimitteln, Peptiden, Nucleotiden). Ein Probenabgabesystem kann auch bei zahlreichen Labortechniken verwendet werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Peptid- oder Nucleotidsequenzierung, Amplifikation und/oder Modifikation; Enzymscreening; und Rezeptor-Liganden-Reaktions-Screening, das z.B. eine Antikörper-Antigen-Reaktion verwenden kann.Accordingly, a sample delivery system of the invention may be used to perform numerous types of chemical reactions and / or to facilitate analysis of samples. For example, a sample delivery system may be used in diagnostic applications, such as a blood test (eg, to identify blood components or to detect / identify DNA in the blood), Im munoassays (eg, to detect the presence of a specific antigen in a sample) and colorimetric or other assays (eg, radiochemical, chemiluminescent, or binding assays). A sample delivery system of the invention may be used in applications to detect toxins (eg, bacteria, alcohol, drugs, viruses, organisms, metals, abnormal levels of physiological chemicals, and the like) or other components in a sample (eg, a biological or environmental sample). In addition, a sample delivery system can be used in chemical synthesis (eg, in the manufacture of drugs, peptides, nucleotides). A sample delivery system may also be used in a variety of laboratory techniques including, but not limited to, peptide or nucleotide sequencing, amplification and / or modification; Enzyme screening; and receptor-ligand reaction screening, which may use, for example, an antibody-antigen reaction.

Es versteht sich, dass die folgende Erörterung und Beispiele auf ein bevorzugtes thermisch gesteuertes Probenabgabesystem der Erfindung gerichtet ist, das eine Kapillare als den Kanal und ein Gas als das expandierbare Fluid verwendet. D.h. z.B., wenn hierin auf ein Gas Bezug genommen wird, ist es ein spezifischer Bezug auf einen Typ von thermisch expandierbarem Fluid, und die Verwendung des Terms "Gas" ist ein repräsentatives Beispiel für eine bevorzugte Ausführungsform, das verwendet wird, um die Lehren der Erfindung zu veranschaulichen. Jedoch lassen sich dieselben Prinzipien und Konzepte, die durch diese Beschreibung gelehrt werden, in gleicher Weise auf die Verwendung einer beliebigen Volumenregeleinrichtung, Kanal und/oder expandierbarem Fluid anwenden, die einem Fachmann bekannt sind.It It is understood that the following discussion and examples are intended to be a preferred thermally controlled sample delivery system of the invention which is a capillary as the channel and a gas as the expandable fluid is used. That e.g., as herein incorporated by reference Gas, it is a specific reference to a Type of thermally expandable fluid, and the use of the term "gas" is a representative Example of a preferred embodiment, used to illustrate the teachings of the invention. However, the same principles and concepts that come through this description will be taught in the same way to the use any volume control device, channel and / or expandable Apply fluid known to those skilled in the art.

Mit Bezug auf 1 ist ein Array von Probenabgabesystemen 6 gemäß der Erfindung dargestellt. Das Array von Probenabgabesystemen 6 umfasst mehrere Kapillaren 10, die durch einen Arrayhalter 12 gehalten werden. Die Kapillare kann aus Glas, Siliciumdioxid (Quarzglas) oder polymeren Materialien, entweder anorganischen oder organischen, hergestellt sein, wie z.B. geeigneten Kunststoffen.Regarding 1 is an array of sample delivery systems 6 represented according to the invention. The array of sample delivery systems 6 includes several capillaries 10 passing through an array holder 12 being held. The capillary may be made of glass, silica (fused silica) or polymeric materials, either inorganic or organic, such as suitable plastics.

Die Kapillaren können wegwerfbar (d.h. zum einmaligen Gebrauch) oder wiederverwendbar sein. Die Kapillaroberfläche kann benetzbar oder nichtbenetzbar sein. In einer anderen Ausführungsform werden die Kapillarkanäle in die Oberfläche eines Substrats eingeätzt oder eingeformt. Obwohl ein Mikrochip typischerweise eine ebene Oberfläche aufweist, die mehrere Fortsätze und/oder Verbindungen von dem Chip notwendig machen kann, sind Fachleuten leicht Techniken und Materialien bekannt, um einen funktionalen Mikrochip zu fertigen, um die Erfindung anzuwenden.The Capillaries can disposable (i.e., for single use) or reusable be. The capillary surface may be wettable or non-wettable. In another embodiment become the capillary channels in the surface etched of a substrate or molded. Although a microchip is typically a flat one surface which has several extensions and / or may require connections from the chip are skilled in the art Easily known techniques and materials to make a functional Microchip to manufacture, to apply the invention.

Der Durchmesser und die Länge einer Kapillare können stark variieren, um die notwendigen Abmessungen bereitzustellen, um das notwendige Gesamtvolumen der Kapillare zu erzeugen. Typische Reaktionsvolumina der Erfindung sind geringer als etwa 30 Mikroliter (μL), sind aber vorzugsweise kleiner. Der Innendurchmesser jeder Kapillare liegt typischerweise in einem Bereich von etwa 5 μm bis etwa 1000 μm. Der Innendurchmesser einer Kapillare liegt vorzugsweise zwischen etwa 20 μm und 300 μm. Obwohl Abmessungen für eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche einer Kapillare bereitgestellt werden, werden ähnliche Querschnittsflächen für nichtkreisförmige Kanäle bevorzugt, wie z.B. rechteckige Kanäle mit einer Tiefe und einer Breite. Das offene Ende der Kapillare kann einen kleineren Durchmesser als der Rest der Kapillare aufweisen. Die Kapillare kann auch einen Innendurchmesser aufweisen, der entlang seiner Längsachse mehrmals variiert, um verschiedene "Zonen" entlang der Kapillare zu liefern. Obwohl mikrodimensionierte Proben bevorzugt und beschrieben sind, beschränkt dies in keiner Weise die Erfindung, da eine großdimensionierte Probenabgabe unter Verwendung der Prinzipien und Konzepte, die hierin offenbart sind, erzielt werden kann.Of the Diameter and length a capillary can vary widely to provide the necessary dimensions, to create the necessary total volume of the capillary. Typical reaction volumes of the invention are less than about 30 microliters (μL) but preferably smaller. The inner diameter of each capillary typically ranges from about 5 μm to about 1000 μm. The inner diameter a capillary is preferably between about 20 microns and 300 microns. Even though Dimensions for a substantially circular one Cross sectional area a capillary, similar cross-sectional areas are preferred for noncircular channels, such as. rectangular channels with a depth and a width. The open end of the capillary may have a smaller diameter than the rest of the capillary. The Capillary may also have an inner diameter that runs along its longitudinal axis varies several times to provide different "zones" along the capillary. Even though microdimensioned samples are preferred and described, this limits in no way the invention, since a large-sized sample delivery using the principles and concepts disclosed herein are, can be achieved.

Wieder mit Bezug auf 1 ist ein Ende von jeder der Kapillaren 10 abgedichtet, wobei ein verschlossenes Ende der Kapillare 13 begrenzt wird. Das verschlossene Ende der Kapillare 13 ist mit einem Temperaturregelgerät 14 verbunden und steht in thermischer Verbindung damit. Jedoch braucht das Temperaturregelgerät 14 nicht das gesamte verschlossene Ende 13 zu umfassen, wie in 1 wiedergegeben. Das Temperaturregelgerät 14 kann ein beliebiges Erwärmungs/Kühl-Element sein, das Gas in den Kapillaren 10 erwärmen oder kühlen kann, z.B. eine thermoelektrische Erwärmungsvorrichtung. Das Temperaturregelgerät 14 kann auch ein thermisch gesteuertes Fluid sein oder einschließen, wie z.B. Wasser oder Polyethylenglycol, das durch ein Konstanttemperaturbad zirkulieren kann.Again with respect to 1 is one end of each of the capillaries 10 sealed, with a closed end of the capillary 13 is limited. The closed end of the capillary 13 is with a temperature control device 14 connected and is in thermal communication with it. However, the temperature control device needs 14 not the entire closed end 13 to include, as in 1 played. The temperature control device 14 may be any heating / cooling element, the gas in the capillaries 10 can heat or cool, for example, a thermoelectric heating device. The temperature control device 14 may also be or include a thermally controlled fluid, such as water or polyethylene glycol, which can circulate through a constant temperature bath.

Vorzugsweise kann das Temperaturregelgerät eine vorgewählte Temperatur in einem speziellen Zeitrahmen erreichen. Das Temperaturregelgerät ist vorzugsweise imstande, die vorgewählte Temperatur in einem Toleranzbereich von einer speziellen Reaktion für die erforderliche Zeitspanne aufrechtzuerhalten. Folglich kann das Temperaturregelgerät jegliches geeignete kommerziell erhältliche oder kundenspezifisch hergestellte Erwärmungs- oder Kühlgerät sein, das Temperaturen erreichen kann, die erforderlich sind, um das thermisch expandierbare Fluid in einem Kanal zu expandieren und zu kontrahieren. Dieses spezielle thermisch expandierbare Fluid, das verwendet wird, um die Erfindung zu praktizieren, schreibt die notwendigen Temperaturen vor, die das Temperaturregelgerät erreichen muss.Preferably, the temperature control device may reach a preselected temperature in a particular time frame. The temperature control device is preferably capable of maintaining the preselected temperature within a tolerance range of a particular reaction for the required period of time. Thus, the temperature control device may be any suitable commercially available or custom made heating or cooling device that can achieve temperatures required to expand and contract the thermally expandable fluid in a channel. This particular thermally expandable fluid used to practice the invention prescribes the necessary temperatures that the temperature control device must reach.

Ein Temperaturregelgerät kann auch eine Hilfssteuereinrichtung, wie z.B. eine beliebige geeignete programmierbare Logiksteuereinrichtung auf Mikroprozessor-Basis, Personal-Computer-Steuereinrichtung oder dergleichen zur Prozesssteuerung umfassen. Eine geeignete Steuereinrichtung umfasst Merkmale, wie z.B. Programmierbarkeit, Zuverlässigkeit, Flexibilität und Dauerhaftigkeit. Die geeignete Steuereinrichtung umfasst verschiedene Eingangs/Ausgangs-Ports, die verwendet werden, um Verbindungen bereitzustellen, um das Temperaturregelgerät zu regeln, sowie Ventile zu öffnen und zu schließen, Fluide zu regeln und zuzumessen, unter anderen Merkmalen. Die Steuereinrichtung umfasst auch geeigneten Speicher, um Prozessvorschriften für eine gewünschte Anwendung zu speichern. Natürlich hängt der Steuereinrichtungstyp, der verwendet wird, von der speziellen Anwendung ab.One Temperature control device may also be an auxiliary control device, such. any suitable one microprocessor-based programmable logic controller, personal computer controller or the like for process control. A suitable control device includes features such as e.g. Programmability, reliability, flexibility and durability. The suitable control device comprises various Input / output ports used to provide connections around the temperature control unit to regulate, as well as to open valves and close Regulate and measure fluids, among other characteristics. The control device Also includes appropriate memory to process instructions for a desired application save. Naturally depends on that Controller type used by the specific application from.

Ein Probenabgabesystem der Erfindung kann eine Isoliertrennwand 15 umfassen, wie in 1 dargestellt. Die Isoliertrennwand 15 trennt im Wesentlichen das thermisch expandierbare Fluid in der Nähe des verschlossenen Endes der Kapillare 13 von der "Reaktionszone", die der Bereich in der Kapillare zwischen der Isoliertrennwand 15 und dem offenen Ende der Kapillare 8 ist. Der Ausdruck "Reaktionszone" bezieht sich allgemein auf die Bereiche der Kapillare, in denen Reaktionsreagenzien vorhanden sind, Reaktionen durchgeführt werden und Reaktionslösungsmittel oder -mischungen in Kontakt kommen. In bevorzugten Ausführungsformen, wo das expandierbare Fluid ein Gas ist, ist die Isoliertrennwand gasdurchlässig. Die Isoliertrennwand kann stationär oder bewegbar und starr oder flexibel sein, abhängig von den Konstruktionsmaterialien für die Trennwand und der speziellen Anwendung.A sample delivery system of the invention may be an insulating partition 15 include, as in 1 shown. The insulated partition 15 essentially separates the thermally expandable fluid in the vicinity of the closed end of the capillary 13 from the "reaction zone", which is the area in the capillary between the insulating partition wall 15 and the open end of the capillary 8th is. The term "reaction zone" refers generally to those portions of the capillary where reaction reagents are present, reactions are conducted, and reaction solvents or mixtures come into contact. In preferred embodiments, where the expandable fluid is a gas, the insulating partition is gas permeable. The insulating partition may be stationary or movable and rigid or flexible, depending on the construction materials for the partition and the particular application.

Eine Verwendung einer Isoliertrennwand trägt dazu bei, das thermisch expandierbare Fluid in der Nähe des verschlossenen Endes der Kapillare bei einer Temperatur unabhängig vom Rest der Kapillare zu halten, so dass eine Bewegung der Probe in der Kapillare im Wesentlichen durch das Temperaturregelgerät gesteuert wird. Auf diese Weise kann eine Reaktion bei nahezu jeglicher Temperatur an einer diskreten Stelle der Kapillare ausgeführt werden, ohne dass das Reaktionsflüssigkeitsvolumen aufgrund einer Expansion oder Kontraktion des thermisch expandierbaren Fluids bewegt wird.A Use of an insulated partition helps to achieve this thermally expandable fluid in the vicinity the closed end of the capillary at a temperature independent of Rest hold the capillary, allowing a movement of the sample in the Capillary essentially controlled by the temperature control device becomes. In this way, a reaction can take place at almost any temperature be carried out at a discrete point of the capillary, without the volume of reaction liquid due to expansion or contraction of the thermally expandable Fluids is moved.

Ein Isolator kann sich auch außerhalb der Kapillare befinden und in thermischer Verbindung mit ihr stehen. Der außen befindliche Isolator kann jegliches geeignete Material sein, das eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, die für die spezielle Anwendung geeignet ist. Der außen befindliche Isolator kann auch in thermischer Verbindung mit anderen Materialien stehen, die eine Temperatur ableiten. Ein außen befindlicher Isolator kann auch in Verbindung mit einer Isoliertrennwand verwendet werden.One Isolator can also be outside the capillary and are in thermal communication with her. The outside insulator may be any suitable material that a high thermal conductivity that has for the special application is suitable. The outside insulator can also be in thermal communication with other materials, the derive a temperature. An external isolator can also be used in conjunction with an insulating partition.

Mit Bezug auf 1 kann ein Probenabgabesystem der Erfindung weiter ein oder mehrere chemische Reagenzien 16 enthalten, die in den Innenwänden der Kapillaren 10 angeordnet sind oder auf ihnen unbeweglich gemacht sind. Eine Immobilisierung der chemischen Reagenzien 16 kann durch Trocknen auf dem Innern der Kapillarwände erreicht werden. Die Reagenzien 16 können durch viele Verfahren in die Kapillare 10 abgegeben werden, z.B. indem sie unter Verwendung einer Mikronadel eingespritzt werden. Nachdem sich die chemischen Reagenzien 16 in der gewünschten Stelle in der Kapillare 10 befinden, können die Reagenzien 16, z.B. durch Erwärmen, Dehydrierung oder Vakuumtrocknen der Kapillare 10 unter geeigneten Bedingungen, getrocknet werden, so dass die Reagenzien 16 an ihrem Ablagerungsort bleiben. Eine oder mehrere von diesen Trocknungstechniken können kombiniert werden, um die Reagenzien 16 an den Wänden zu trocknen. Die chemischen Reagenzien 16 können auch in der Kapillare 10 unbeweglich gemacht werden, indem sie in einem Volumenmaterial absorbiert werden, wie z.B. Baumwolle, das in der Kapillare platziert wird. Zusätzlich können gewisse chemische Reagenzien 16, wie z.B. PCR-Reagenzien, in einer geeigneten Matrix getrocknet werden, z.B. Dextran oder Trehalose, bevor sie auf den Kapillarwänden unbeweglich gemacht werden.Regarding 1 For example, a sample delivery system of the invention may further include one or more chemical reagents 16 contained in the inner walls of the capillaries 10 are arranged or immobilized on them. Immobilization of chemical reagents 16 can be achieved by drying on the inside of the capillary walls. The reagents 16 can pass through many procedures in the capillary 10 be dispensed, for example by being injected using a microneedle. After the chemical reagents 16 in the desired location in the capillary 10 can find the reagents 16 For example, by heating, dehydration or vacuum drying of the capillary 10 under appropriate conditions, dried so that the reagents 16 stay at their place of deposit. One or more of these drying techniques can be combined to form the reagents 16 to dry on the walls. The chemical reagents 16 can also be in the capillary 10 immobilized by being absorbed in a bulk material, such as cotton, placed in the capillary. In addition, certain chemical reagents 16 , such as PCR reagents, are dried in a suitable matrix, eg, dextran or trehalose, before being immobilized on the capillary walls.

Mehr als ein chemisches Reagens kann in einer Kapillare gleichzeitig vorhanden sein. D.h., zwei oder mehr chemische Reagenzien können in derselben Reaktionszone vorliegen, wodurch ein Satz von chemischen Reagenzien definiert wird. Jedoch können die zwei oder mehr chemischen Reagenzien in der Kapillare unabhängig räumlich voneinander beabstandet sein. Es versteht sich, dass die Verwendung des Terms "Satz" beim Beschreiben der chemischen Reagenzien eine oder mehrere Gruppierungen oder Verbindungen von Chemikalienreagenzien definieren soll und nicht notwendigerweise mehr als ein Reagens bedeuten soll.More as a chemical reagent can in a capillary simultaneously to be available. That is, two or more chemical reagents may be present in the same Reaction zone present, creating a set of chemical reagents is defined. However, you can the two or more chemical reagents in the capillary are independent of each other spatially be spaced. It is understood that the use of the term "sentence" when describing chemical reagents one or more moieties or compounds of chemical reagents and not necessarily should mean more than one reagent.

Jeder Satz von chemischen Reagenzien wird vorzugsweise in getrennten Ringen um die Kapillarwände getrocknet. Eine relative Platzierung der Reagenzien hängt von vielen Faktoren ab. D.h. die Abmessungen der Kapillare und des Flüssigkeitsvolumens der Reaktion beeinflussen die Platzierung der Reagenzien. Zusätzlich beeinflussen die Reaktionsbedingungen, einschließlich Temperatur und Menge von Reaktanten, die zur Reaktion oder Analyse benötigt werden, die Platzierung der Reagenzien in der Kapillare. Außerdem beeinflusst die Sequenz von Reaktionen, die durchzuführen sind, die Platzierung von Reagenzien, da ein Kontakt der Probe mit unbeweglich gemachten Reagenzien sequenziell auftritt, wenn sich die Probe in der Kapillare vom offenen Ende zum verschlossenen Ende, dann zurück aus dem offenen Ende bewegt.Each set of chemical reagents is preferably dried in separate rings around the capillary walls. Relative placement of the reagents depends on many factors. That is, the dimensions of the capillary and the liquid volume of the reaction affect the placement of the reagents. In addition, the reaction conditions, including temperature and amount of reactants needed for reaction or analysis, affect the placement of the reagents in the capillary. In addition, the sequence of reactions to be performed affects space reagents, as contact of the sample with immobile reagents occurs sequentially as the sample in the capillary moves from the open end to the closed end, then back out the open end.

Im der Erfindung nützliche Reagenzien können eine beliebige chemische Einheit sein, die potenziell mit einer Probe oder ihrer Komponente wechselwirkt. Da die Vorrichtungen und Verfahren der Erfindung in einer Fülle von chemischen Wechselwirkungen nützlich sind, sind die in der Erfindung nützlichen Reagenzien nur durch die Kenntnis eines Fachmanns beschränkt. Demgemäß umfassen Reagenzien z.B. ein Bindungsprotein, eine Nucleinsäuresonde, eine PNA-Sonde, ein Enzym, ein Substrat, einen Liganden, einen Rezeptor, einen Antikörper und/oder ein Antigen. Reagenzien können zusätzlich Puffer, Stabilisatoren, Tenside, Zusatzmittel, Arzneimittelträger, Träger, Haptene oder andere verträgliche Moleküle umfassen, die eine Reaktion mit Probenkomponenten fördern oder beeinflussen. Reagenzien können zur Detektion mit einer detektierbaren Einheit oder Markierung oder zur Eigenschaftsmodifizierung markiert sein. Bevorzugte Detektionsmarkierungen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, fluoreszierende, chemilumineszierende, radioaktive, massenspektrometrische- und kolorimetrische Markierungen. Bevorzugte Eigenschaftsmodifiziermarkierungen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Ladungsmodifiziermarkierungen, die die elektrophoretische Beweglichkeit eines Reagens ändern können und Bioerkennungs- oder chemische Erkennungsmarkierungen, die eine verbesserte analytische Selektivität fördern.in the useful in the invention Reagents can be any chemical entity that is potentially one Probe or its component interacts. As the devices and Method of the invention in a wealth of chemical interactions useful are, the reagents useful in the invention are only by limited knowledge of a person skilled in the art. Accordingly, reagents include e.g. a binding protein, a nucleic acid probe, a PNA probe, an enzyme, a substrate, a ligand, a receptor, an antibody and / or a Antigen. Reagents can additionally Buffers, stabilizers, surfactants, additives, excipients, carriers, haptens or other compatible molecules include, which promote a reaction with sample components or influence. Reagents can for detection with a detectable entity or label or be marked for property modification. Include preferred detection marks, but are not limited to fluorescent, chemiluminescent, radioactive, mass spectrometric and colorimetric labels. Preferred Property Modification Markers include, but are not limited to, charge modifier tags, which can change the electrophoretic mobility of a reagent and Bio-recognition or chemical recognition labels that have improved analytical selectivity promote.

Sonden, die in einem Probenabgabesystem nützlich sind, können eine beliebige Nucleotid-bindende Verbindung sein, wie z.B. eine Ribosonde, ein Polynucleotid oder eine PNA. Vorzugsweise ist die Sonde komplementär zu einer Targetsequenz, die in der Probe vorhanden ist. In gewissen Ausführungsformen können Sonden auch Bindungsproteine oder andere synthetische Konstrukte sein. Es wird vorgezogen, dass die Sonden detektierbar markiert sind. Bevorzugte Markierungen umfassen Radioisotrope, fluoreszierende oder kolorimetrische Markierungen, enzymatische Markierungen und Molekulargewichtsmarkierungen, sowie andere nützliche Markierungen, die Fachleuten bekannt sind.probes which are useful in a sample delivery system may include a be any nucleotide-binding compound, e.g. a riboprobe, a polynucleotide or a PNA. Preferably, the probe is complementary to one Target sequence present in the sample. In certain embodiments can Probes also binding proteins or other synthetic constructs be. It is preferred that the probes be detectably labeled are. Preferred labels include radioisotropic, fluorescent or colorimetric labels, enzymatic labels and Molecular weight markers, as well as other useful markers, the experts are known.

Eine besonders bevorzugte Sonde ist eine Peptidnucleinsäure (PNA). PNAs sind DNA-Nachahmer mit einer neutralen Polyamidhauptkette, auf der die Nucleinsäuren-Basen auf dieselbe Weise angebracht sind, wie sie an der Phosphathauptkette der DNA angebracht sind. Siehe z.B. Egholm, et al., Nature, 365:566–568 (1993); Oerum, et al., Nucl.Acids Res., 23: 5332-36 (1993); Practical PNA: Identifying Point Mutations by PNA Directed PCR Clamping, PerSeptive Biosystems Band 1, Ausgabe 1 (1995). Siehe auch die PCT-Veröffentlichungen EP 92/01219, EP 92/01220 und die US 92/10921, die hierin durch Bezug aufgenommen werden. Peptidnucleinsäuresonden bilden typischerweise stabilere Duplexe mit DNA, verglichen mit DNA/DNA-Duplexen. Zusätzlich kann, weil PNA/DNA-Komplexe einen höheren thermischem Schmelzpunkt aufweisen als die analogen DNA/DNA-Duplexe, eine Verwendung von PNA-Sonden die Reproduzierbarkeit von Blottingassays verbessern. Peptidnucleinsäure-Synthone und -Oligomere sind im Handel erhältlich. (PerSeptive Biosystems, Inc., Framingham, MA).A Particularly preferred probe is a peptide nucleic acid (PNA). PNAs are DNA mimics with a neutral polyamide backbone, on the the nucleic acid bases are attached in the same way as they are on the phosphate backbone the DNA are attached. See, e.g. Egholm, et al., Nature, 365: 566-568 (1993); Oerum, et al., Nucl. Acids Res., 23: 5332-36 (1993); Practical PNA: Identifying Point Mutations by PNA Directed PCR Clamping, PerSeptive Biosystems Volume 1, Issue 1 (1995). See also the PCT publications EP 92/01219, EP 92/01220 and US 92/10921, which are incorporated herein by reference be recorded. Peptide nucleic acid probes typically form more stable duplexes with DNA compared to DNA / DNA duplexes. In addition, because PNA / DNA complexes a higher one thermal melting point than the analog DNA / DNA duplexes, a use of PNA probes the reproducibility of blotting assays improve. Peptide nucleic acid synthons and oligomers are commercially available. (PerSeptive Biosystems, Inc., Framingham, MA).

Wie hierin verwendet, soll der Term "detektierbare Einheit" jegliche geeignete Markierung bedeuten, einschließlich aber nicht darauf beschränkt, Enzyme, Fluorophore, Biotin, Chromophore, Radioisotope, gefärbte Teilchen, elektrochemische, chemisch modifizierende oder chemilumineszierende Einheiten. Eine im Augenblick bevorzugte detektierbare Einheit ist eine fluoreszierende Einheit. Übliche fluoreszierende Einheiten umfassen: Fluorescein, Cyaninfarbstoffe, Cumarine, Phycoerythrin, Phycobiliproteine, Dansylchlorid, Texasrot und Lanthanidkomplexe. Natürlich sind die Derivate von diesen Verbindungen, die Fachleuten bekannt sind, auch als übliche fluoreszierende Einheiten eingeschlossen.As used herein, the term "detectable Unity "any suitable label, including, but not limited to, enzymes, Fluorophores, biotin, chromophores, radioisotopes, colored particles, electrochemical, chemically modifying or chemiluminescent units. A currently preferred detectable moiety is a fluorescent Unit. Usual fluorescent Units include: fluorescein, cyanine dyes, coumarins, phycoerythrin, Phycobiliproteins, dansyl chloride, Texas red and lanthanide complexes. Naturally are the derivatives of these compounds known to those skilled in the art are, as usual including fluorescent moieties.

Eigenschaftsmodifiziermarkierungen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Ladungsmodifiziermarkierungen, die die elektrophoretische Beweglichkeit eines Reagens ändern können, und die Bioerkennungs- oder chemischen Erkennungsmarkierungen, die eine verbesserte analytische Selektivität fördern. Bevorzugte Eigenschaftsmodifiziermarkierungen sind Massenmodifiziermarkierungen, wie z.B. Massenkennzeichen. Bevorzugte Ladungsmodifiziermarkierungen sind im Stand der Technik bekannt, z.B. siehe das US-Patent No. 5,630,924, das hierin durch Bezug aufgenommen wird.property modification include, but are not limited to, charge modifier tags, which can change the electrophoretic mobility of a reagent, and the bio-recognition or chemical identification markers that a promote improved analytical selectivity. Preferred Property Modification Markers are mass modification labels, e.g. Mass characteristics. preferred Charge modifying labels are known in the art, e.g. see US Pat. 5,630,924, incorporated herein by reference becomes.

Mit Bezug auf 2 umfasst eine andere Ausführungsform der Erfindung ein zweites Temperaturregelgerät 20 in thermischer Verbindung mit einer Kapillare 10. Das Probenabgabesystem, das in 2 dargestellt ist, weist auch ein erstes Temperaturregelgerät 14' auf, das mit dem verschlossenen Ende der Kapillare 13 verbunden ist. Das zweite Temperaturregelgerät 20 ist typischerweise näher am offenen Ende der Kapillare 8 als das erste Temperaturregelgerät 14 angeordnet. Das veranschaulichte zweite Temperaturregelgerät 20 weist zwei Leitungen 22 und 24 zum Regeln der Temperatur der Kapillare 10 in der diskreten Zone auf, wo jede Leitung mit der Kapillare 10 thermisch in Verbindung steht.Regarding 2 another embodiment of the invention includes a second temperature control device 20 in thermal communication with a capillary 10 , The sample delivery system used in 2 is shown, also has a first temperature control device 14 ' on, with the closed end of the capillary 13 connected is. The second temperature control device 20 is typically closer to the open end of the capillary 8th as the first temperature control device 14 arranged. The illustrated second temperature control device 20 has two lines 22 and 24 for controlling the temperature of the capillary 10 in the discrete zone, where each line with the capillary 10 thermally connected.

Z.B. ist, wie in 2 dargestellt, die Leitung 24 so positioniert, dass die Temperatur der Kapillare dort geregelt wird, wo die chemischen Reagenzien 16 unbeweglich gemacht sind. Die Erfindung kann praktiziert werden, indem das zweite Temperaturregelgerät 20 stationär gehalten wird und das erste Temperaturregelgerät verwendet wird, um die Probe oder Reaktionsmischung zu der Zone (oder Zonen) in Verbindung mit den Leitungen 22 und 24 zu bewegen. In diesen Ausführungsformen kann eine von der ersten Leitung 22 oder zweiten Leitung 24 eine erste Temperatur aufrechterhalten, und die andere der Leitungen kann eine zweite Temperatur aufrechterhalten. Jedoch bleibt in gewissen bevorzugten Ausführungsformen, z.B. in einem PCR-Prozess, die Reaktionsmischung vorzugsweise stationär in der Kapillare während des ganzen Reaktionsprozesses, d.h. es tritt eine Temperaturwechselbehandlung in der Zone auf, wo die PCR-Reagenzien unbeweglich gemacht sind. In diesen Ausführungsformen kann das zweite Temperaturregelgerät 20 stationär bleiben oder kann sich entlang der Längsachse der Kapillare 10 bewegen.For example, as in 2 represented, the line 24 positioned so that the temperature of the capillary is regulated where the chemical reagents 16 immobilized. The invention can be practiced by the second temperature control device 20 is held stationary and the first temperature control device is used to move the sample or reaction mixture to the zone (or zones) in communication with the lines 22 and 24 to move. In these embodiments, one of the first conduit 22 or second line 24 maintain a first temperature, and the other of the lines can maintain a second temperature. However, in certain preferred embodiments, eg, in a PCR process, the reaction mixture preferably remains stationary in the capillary throughout the reaction process, ie, a thermal cycling occurs in the zone where the PCR reagents are immobilized. In these embodiments, the second temperature control device 20 stay stationary or can move along the longitudinal axis of the capillary 10 move.

Im ersten Fall, wo das zweite Temperaturregelgerät 20 stationär bleibt, ist die zweite Leitung 24 normalerweise in thermischer Verbindung mit der Zone der Kapillare 10 positioniert, wo die chemischen Reagenzien 16, wie in 2 wiedergegeben, angeordnet sind. Die zweite Leitung 24 wird verwendet, um die Temperatur oder Temperaturen zu regeln und aufrechtzuerhalten, die während einer Reaktion oder Reaktionen erforderlich sind, z.B. einer Temperaturwechselbehandlung. D.h., eine erwärmte Flüssigkeit oder Gas kann durch die zweite Leitung 24 hindurchgeschickt werden, um das Reaktionsflüssigkeitsvolumen zu erwärmen, dann kann eine kühlere Flüssigkeit oder Gas durch die zweite Leitung 24 hindurchgeschickt werden, um die Reaktionsmischung zu kühlen. Auf diese Weise wird eine Temperaturwechselbehandlung der Reaktionsmischung (auch als "Reaktionslösung" oder "Reaktionsflüssigkeitsvolumen" bezeichnet) erzielt. Eine Verwendung dieser Technik ermöglicht, dass die erste Leitung 22 als ein Isolator für das verschlossene Ende der Kapillare 13 wirkt, z.B. indem man ein Fluid konstanter Temperatur durch die erste Leitung 22 fließen lässt. Mit anderen Worten kann die erste Leitung 22 als ein Isolator verwendet werden, um das thermisch expandierbare Fluid im abgedichteten Ende der Kapillare 13 bei einer konstanten Temperatur zu halten, wodurch sichergestellt wird, dass die Reaktionsmischung im Wesentlichen während des gesamten Reaktionsprozesses stationär bleibt.In the first case, where the second temperature control device 20 remains stationary, is the second line 24 normally in thermal communication with the zone of the capillary 10 positioned where the chemical reagents 16 , as in 2 reproduced, are arranged. The second line 24 is used to control and maintain the temperature or temperatures required during a reaction or reactions, eg, thermal cycling. That is, a heated liquid or gas can pass through the second conduit 24 can be passed through to heat the reaction liquid volume, then a cooler liquid or gas through the second conduit 24 be passed through to cool the reaction mixture. In this way, a thermal cycling of the reaction mixture (also referred to as "reaction solution" or "reaction liquid volume") is achieved. Using this technique allows the first lead 22 as an insulator for the closed end of the capillary 13 acts, for example, by passing a fluid of constant temperature through the first conduit 22 flow. In other words, the first line 22 be used as an insulator to the thermally expandable fluid in the sealed end of the capillary 13 at a constant temperature, thereby ensuring that the reaction mixture remains substantially stationary throughout the reaction process.

Im zweiten Fall, wo sich das zweite Temperaturregelgerät 20 entlang der Längsachse der Kapillare 10 bewegt, kann jede von der ersten Leitung 22 und zweiten Leitung 24 unabhängig eine unterschiedliche Temperatur in ihren respektiven Zonen einer thermischen Verbindung mit der Kapillare 10 aufrechterhalten. Infolgedessen kann die Reaktionsmischung stationär bleiben, und das zweite Temperaturregelgerät 20 bewegt sich, um eine erste Temperatur bei der Leitung 22 und eine zweite Temperatur bei der Leitung 24 zu liefern. Es sollte ersichtlich sein, dass, obwohl zwei Leitungen erörtert und wiedergegeben sind, ein zweites Temperaturregelgerät 20 der Erfindung eine beliebige Anzahl von Leitungen aufweisen kann, um die verschiedenen Temperaturen und/oder isolierenden Merkmale bereitzustellen, die oben erörtert sind. Außerdem kann ein zweites Temperaturregelgerät auch mehr als 2 Leitungen aufweisen.In the second case, where the second temperature control device 20 along the longitudinal axis of the capillary 10 Anyone can move from the first lead 22 and second line 24 independently a different temperature in their respective zones of thermal connection with the capillary 10 maintained. As a result, the reaction mixture may remain stationary, and the second temperature control device 20 moves to a first temperature on the line 22 and a second temperature at the line 24 to deliver. It should be understood that although two lines are discussed and reproduced, a second temperature control device 20 The invention may include any number of conduits to provide the various temperatures and / or insulating features discussed above. In addition, a second temperature control device more than 2 Have lines.

3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die ein Array von mikroverfertigten Probenabgabesystemen ist. Die Kanäle sind auf einem mikroverfertigten Festkörper, wie z.B. einem Glas- oder Kunststoffsubstrat, gebildet, die in der Form eines Mikrochips vorliegen können. Die Kanäle werden typischerweise in die Oberfläche des Festkörpersubstrats geätzt oder eingeformt, wie unten erörtert. Wie in 3 wiedergegeben, weist der Kanal 10' einen Innendurchmesser auf, der mehrmals entlang seiner Längsachse variiert. Folglich weist der Kanal verschiedene Zonen (oder Gebiete) auf, die eine Isolation von unterschiedlichen Funktionen und/oder Reaktionen erlauben. 3 Figure 12 illustrates a cross-sectional view of a preferred embodiment of the invention that is an array of microfabricated sample delivery systems. The channels are formed on a microfabricated solid, such as a glass or plastic substrate, which may be in the form of a microchip. The channels are typically etched or molded into the surface of the solid substrate, as discussed below. As in 3 reproduced, the channel indicates 10 ' an inner diameter that varies several times along its longitudinal axis. As a result, the channel has various zones (or regions) that allow isolation of different functions and / or responses.

Z.B. ist in 3 die Zone von Kanal 10', die als Buchstabe "A" bezeichnet ist, das Wärmeregelgebiet des Kanals. Dieses Gebiet umfasst das verschlossene Ende des Kanals 13', das sich in thermischer Verbindung mit einem Temperaturregelgerät 14 befindet. Im der veranschaulichten Ausführungsform ist das Temperaturregelgerät 14 eine thermisch geregelte Schicht, die sich in thermischer Verbindung mit dem ganzen Wärmeregelgebiet "A" des Kanals 13' befindet. Wie wiedergegeben, befindet sich die thermisch geregelte Schicht hinter den Kanälen. Jedoch ist die Schicht vorzugsweise vor den Kanälen (oder obendrauf, wenn die Kanäle horizontal sind). Zusätzlich können mehrere Schichten verwendet werden. Die Schicht kann sich direkt in thermischer Verbindung mit den Kanälen befinden oder kann in thermischer Verbindung mit einer Substratabdeckung vorliegen (nicht dargestellt). Typischerweise ist die thermisch geregelte Schicht eine Wärmesenke, die mit einem geeigneten Wärmeregler gekoppelt ist, der die Temperatur des Fluids im verschlossenen Ende des Kanals moduliert.For example, is in 3 the zone of channel 10 ' , which is referred to as letter "A", the thermal reserve area of the channel. This area includes the closed end of the canal 13 ' that is in thermal communication with a temperature control device 14 located. In the illustrated embodiment, the temperature control device is 14 a thermally controlled layer that is in thermal communication with the whole thermal control region "A" of the channel 13 ' located. As shown, the thermally controlled layer is behind the channels. However, the layer is preferably in front of the channels (or on top if the channels are horizontal). In addition, multiple layers can be used. The layer may be directly in thermal communication with the channels or may be in thermal communication with a substrate cover (not shown). Typically, the thermally-controlled layer is a heat sink coupled to a suitable heat controller that modulates the temperature of the fluid in the closed end of the channel.

Die Zone, die mit dem Buchstaben "B" bezeichnet ist, ist ein Wärmeisolationsgebiet, wo der Kanal 10' eingeschnürt ist, um dazu beizutragen, das Wärmeregelgebiet von der Probe und/oder den Reagenzien thermisch zu isolieren. Die Zone "C" ist das Reagens-Mischungs- und -Inkubations-Gebiet oder die "Reaktionszone". In diesem Gebiet des Kanals 10' kann eine Probe mit chemischen Reagenzien 16 reagieren, die fakultativ vorhanden sind. Dieses Gebiet kann auch verwendet werden, um Reagenzien und/oder die Probe zu mischen, die zum Kanal über mehrere Einführunterkanäle (nicht dargestellt) oder über eine "Blasenabsonderung" (weiter unten zu erörtern) eingeführt worden sind. Die Zone "D" ist das Einführgebiet, wo die Probe und/oder die Reagenzien zum Innern des Kanals zum Transport darin zugeführt werden. Der Kanal in diesem Gebiet ist häufig von einem kleineren Durchmesser als der größte Teil des Kanals. Der Kanal in Zone "D" kann auch mehrere offene Ende und Einführunterkanäle umfassen, die an oder in der Nähe der Reaktionzone zum Mischen und dergleichen darin konvergieren.The zone indicated by the letter "B" is a thermal insulation area where the channel 10 ' is constricted to help thermally isolate the thermal control region from the sample and / or the reagents. Zone "C" is the reagent mixture and incubation area or "reaction zone". In this area of the canal 10 ' can be a sample with chemical reagents 16 react that are optional. This Ge This may also be used to mix reagents and / or the sample that has been introduced to the channel via multiple introducer subchannels (not shown) or via a "bubble segregation" (discussed below). Zone "D" is the lead-in area where the sample and / or the reagents are delivered to the interior of the channel for transport therein. The channel in this area is often smaller in diameter than most of the channel. The channel in zone "D" may also include a plurality of open end and introduction subchannels converging at or near the reaction zone for mixing and the like therein.

Mikrochips mit Kanälen können in großen Mengen von einem Festkörpersubstratmaterial konstruiert und gefertigt werden, das leicht sterilisiert werden kann. Quarzglas ist wegen der gut entwickelten Technologie, die seine genaue und effiziente Fertigung ermöglicht, ein bevorzugtes Substratmaterial, aber andere Materialien können verwendet werden, einschließlich Polymere, wie z.B. Polytetrafluorethylen. Die Känale können von einem Quarzglassubstrat durch die verschiedensten maschinellen Mikrobearbeitungsverfahren, die Fachleuten bekannt sind, kostengünstig in großen Mengen gefertigt werden. Die maschinellen Mikrobearbeitungsverfahren, die verfügbar sind, umfassen Filmablagerungsprozesse, wie z.B. Schleuderbeschichtung und chemisches Aufdampfen, Laserfertigungs- oder fotolithografische Techniken, wie z.B. UV- oder Röntgenstrahlprozesse, oder Ätzverfahren, die durch entweder nasschemische Prozesse oder Plasmaprozesse durchgeführt werden können. (Siehe z.B. Manz, et al., Trends in Analytical Chemistry 10: 144–149 (1991).) Jedoch können andere Fertigungslösungswege verwendet werden.microchips with channels can in large amounts from a solid substrate material designed and manufactured, which are easily sterilized can. Quartz glass is because of well-developed technology that its accurate and efficient fabrication enables a preferred substrate material, but other materials can can be used, including Polymers, e.g. Polytetrafluoroethylene. The channels can pass through a quartz glass substrate the most diverse machine micromachining processes, the Experts are known, inexpensive in big Quantities are manufactured. The machine micromachining process, the available Film deposition processes, such as e.g. spin coating and chemical vapor deposition, laser fabrication or photolithographic techniques, such as. UV or X-ray processes, or etching process, which are performed by either wet-chemical processes or plasma processes can. (See, e.g., Manz, et al., Trends in Analytical Chemistry 10: 144-149 (1991).) However, you can other manufacturing solutions be used.

Kanäle von variierenden Breiten und Tiefen können mit mikrodimensionierten Abmessungen gefertigt werden. Eine maschinelle Mikrobearbeitung liefert auch ein einfaches Mittel, um zu ermöglichen, dass eine Mehrzahl von Kanälen gefertig werden und in gegenseitige Beziehung, d.h. in Fluidverbindung, miteinander gebracht werden. Es sollte ersichtlich sein, dass ein Kanal der Erfindung keine konsistente Längsachse aufweisen mag. D.h., ein Kanal kann mehrere offene Enden aufweisen, um die Einführung von mehreren Proben und/oder Reagenzien zum Kanal zu ermöglichen. Zusätzlich kann ein Kanal der Erfindung ein verschlossenes Ende aufweisen, das in Verbindung mit mehreren anderen Kanälen steht, wodurch ein gemeinsames verschlossenes Ende bereitgestellt wird, das in Verbindung mit einem Temperaturregelgerät steht, das gleichzeitig eine Bewegung einer Flüssigkeit in den Kanälen fördert. Demgemäß sind viele verschiedene Konstruktionen und Layouts von Kanälen möglich, abhängig von der speziellen Anwendung. Natürlich gelten diesselben Konstruktionsprinzipien für Kapillaren. Jedoch werden komplizierte Konstruktionen vorzugsweise maschinell mikrobearbeitet.Channels of varying Widths and depths can be manufactured with mikrodimensionierten dimensions. A machine Micromachining also provides a simple means to enable that a plurality of channels be manufactured and in mutual relationship, i. in fluid communication with each other to be brought. It should be apparent that a channel of Invention no consistent longitudinal axis like to have. That is, a channel may have multiple open ends, to the introduction of allow multiple samples and / or reagents to the channel. additionally a channel of the invention may have a closed end, which is in conjunction with several other channels, creating a common provided in a closed end, in conjunction with a Temperature control device stands, which simultaneously promotes movement of a liquid in the channels. Accordingly, many are different constructions and layouts of channels possible, depending on the specific application. Naturally apply the same design principles for capillaries. However, will complicated constructions are preferably micromachined by machine.

Die Kanäle können unter Verwendung von Techniken, die im Stand der Technik bekannt sind, umschlossen werden. Z.B. können die Kanäle umschlossen werden, indem ein anderes ebenes Substrat über die geätzte oder eingeprägte Seite des mikroverfertigten Substrat gebunden wird. Wenn das umschlossene Substrat dünn ist, überträgt es Wärme schnell, selbst wenn es aus einem thermisch isolierenden Material besteht. Bevorzugte Dünnfilmmaterialien zum Umschließen von mikroverfertigten Merkmalen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Polyimid (z.B. Kapton®), Mylar (z.B. MonoKote), Polyethylen, Teflon, Glas und Laminate und Verbundwerkstoffe von diesen Materialien. Wenn für die Anwendung gewünscht, können Reagenzien auf die Wände der Kanäle abgelagert und getrocknet werden, bevor die Kanäle umschlossen werden.The channels may be enclosed using techniques known in the art. For example, the channels may be enclosed by bonding another planar substrate over the etched or embossed side of the microfabricated substrate. When the enclosed substrate is thin, it transfers heat quickly even if it is made of a thermally insulating material. Preferred thin film materials for enclosing microfabricated features include, but are not limited to, polyimide (eg Kapton ®), Mylar (eg MonoKote), polyethylene, Teflon, glass, and laminates and composites of these materials. If desired for the application, reagents can be deposited on the walls of the channels and dried before enclosing the channels.

Die Breite und Tiefe eines mikroverfertigten Kanals kann eingestellt werden, um Funktionen zu fördern, wie z.B. Lösungsmischen, Lösungsabsondern, thermische Isolation und Zwischenkanalmanifoldbildung. Zusätzlich können mikroverfertigte Mehrschichtprobenabgabesysteme die Funktionalität des Probenabgabesystems durch Integration von anderen Kanalstrukturen oder integrierten elektronischen Geräten durch Fachleuten bekannte Verfahren erhöhen. Registriermerkmale können auch in das Substrat eingeprägt werden, um Zusammenbau- und Roboterhandhabungsfunktionen zu fördern.The Width and depth of a microfabricated channel can be set to promote functions, such as. Solution mixing, Lösungsabsondern, thermal insulation and interchannel manifold formation. Additionally, microfabricated multilayer sample delivery systems the functionality the sample delivery system by integration of other channel structures or integrated electronic devices known by those skilled in the art Increase procedure. Registration features can also imprinted in the substrate be used to promote assembly and robotic handling functions.

Außerdem kann das Quarzglassubstrat, das verfertigte Kanäle enthält, mit einer dünnen anodisch gebundenen Glasabdeckung bedeckt und abgedichtet werden. Andere durchsichtige oder opake Abdeckungsmaterialien können verwendet werden. Alternativ können zwei mikroverfertigte Quarzglassubstrate in Sandwichbauweise angeordnet werden, oder ein Quarzglassubstrat kann zwischen zwei Glasabdeckungen eingefügt werden. Die Verwendung einer transparenten Abdeckung führt zu einem Fenster, was ein dynamisches Betrachten der Kanalinhalte fördert und ein optisches Probenehmen der Kanäle entweder visuell oder durch eine Maschine ermöglicht.In addition, can the quartz glass substrate, containing machined channels, with a thin anodic bond Covered and sealed glass cover. Other transparent or opaque cover materials can be used. alternative can two microfabricated quartz glass substrates sandwiched or a quartz glass substrate can be placed between two glass covers added become. The use of a transparent cover leads to a Windows, which promotes a dynamic viewing of the channel contents and optical sampling of the channels either visually or through a machine allows.

Die Verwendung von mikroverfertigten Kanälen in einem Festkörpersubstrat, wie oben beschrieben, liefert viele Vorteile. Die Abmessungen und die Form der Kanäle können für Prozesse oder Funktionen eingestellt werden, denen nicht leicht unter Verwendung von Kapillaren eines einzigen Durchmessers entsprochen wird. Z.B. können in einen Kanal gezogene Lösungen, die zu Beginn durch eine Blase abgesondert sind, gemischt werden, wenn die Lösungen zu einem Gebiet des Kanals transportiert werden, das einen vergrößerten Durchmesser aufweist. Alternativ können Kanäle mit verringertem Durchmesserbereichen gefertigt werden, um den Wärmeübertragungskoeffizienten von einem Abschnitt des Kanals zu einem anderen zu verringern.The use of microfabricated channels in a solid state substrate as described above provides many advantages. The dimensions and shape of the channels can be adjusted for processes or functions that are not easily met using capillaries of a single diameter. For example, solutions drawn into a channel which are initially separated by a bubble may be mixed as the solutions are transported to a region of the channel having an increased diameter has. Alternatively, channels with reduced diameter ranges can be fabricated to reduce the heat transfer coefficient from one portion of the channel to another.

Zusätzlich ermöglichen mikroverfertigte Kanäle, dass eine Reagenslösung leicht in einem Gebiet eines nicht umschlossenen Kanals abgelagert wird und anschließend getrocknet wird, um das Reagens im Kanal zurückzulassen, bevor der Kanal mit einem umschließenden Substrat umschlossen wird. Außerdem können mehrschichtige mikroverfertigte Strukturen gebildet werden, die die Funktionalität des Probenabgabesystems durch Kanalmanifoldbildung oder durch Integration von elektrischen Komponenten in das Probenabgabesystem unter Verwendung von Fachleuten bekannten Verfahren erhöhen. In anderen Ausführungsformen können Registriermerkmale auf das Substrat geätzt oder geformt werden, um eine Ausrichtung des Substrats mit anderen Instrumentkomponenten oder anderen Schichten des Probenabgabesystems zu ermöglichen, wodurch die Ausrichtung und Handhabung der Substrate in einem automatischen Robotersystem vereinfacht wird. Sämtliche obigen Merkmale tragen dazu bei, die Kompliziertheit des Abgabesystems der Erfindung zu verringern, indem ein einziges Festkörperabgabesystem bereitgestellt wird, das ein Array von Kanälen enthält, die leicht und wirkungsvoll gehandhabt werden können.Additionally allow microfabricated channels, that a reagent solution is easily deposited in an area of an unclosed channel and subsequently is dried to leave the reagent in the channel before the channel with an enclosing Substrate is enclosed. Furthermore can multilayer microfabricated structures are formed, the the functionality the sample delivery system by channel manifold formation or by integration of electrical components in the sample delivery system using skilled persons increase known methods. In other embodiments can Registration features are etched or molded onto the substrate to an alignment of the substrate with other instrument components or other layers of the sample delivery system, whereby the alignment and handling of the substrates in an automatic Robot system is simplified. All the above features bear to reduce the complexity of the delivery system of the invention, by a single solid-state delivery system which contains an array of channels that are light and effective can be handled.

4 stellt ein Array von Kapillaren 10 dar, die jeweils ein verschlossenes Ende 13 aufweisen und sich jeweils in Verbindung mit einem ersten Temperaturregelgerät 14' befinden. Die Kapillaren 10 enthalten jeweils einen ersten Satz von chemischen Reagenzien 18 und einen zweiten Satz von chemischen Reagenzien 26, die auf den Kapillarwänden unbeweglich gemacht sind. Ein zweites Temperaturregelgerät 20, das die Leitungen 22 und 24 respektive zum Erwärmen und/oder Kühlen umfasst, ermöglicht eine Steuerung der Temperatur im diskreten Teil der Kapillare, der die chemischen Reagenzien enthält, wie oben erörtert. Eine Verwendung des zweiten Temperaturregelgeräts und eines Isolators (z.B. einer Isoliertrennwand, nicht dargestellt) ermöglicht, dass die Temperatur der Reaktionen gesteuert wird, ohne dass das Gas im verschlossenen Ende der Kapillare thermisch beeinflusst wird. 4 represents an array of capillaries 10 each representing a closed end 13 and in each case in conjunction with a first temperature control device 14 ' are located. The capillaries 10 each contain a first set of chemical reagents 18 and a second set of chemical reagents 26 immobilized on the capillary walls. A second temperature control device 20 that the wires 22 and 24 respectively for heating and / or cooling, allows control of the temperature in the discrete part of the capillary containing the chemical reagents, as discussed above. Use of the second temperature control device and an insulator (eg, an insulating partition, not shown) allows the temperature of the reactions to be controlled without thermally affecting the gas in the closed end of the capillary.

In seinem breitesten Aspekt sind die Verfahren der Erfindung auf eine Verwendung eines Probenabgabesystems gerichtet, das oben beschrieben ist, um eine Aliquote einer Probe zu einer gewünschten Stelle einzutragen. Das Volumen von Fluid in einer Kapillare wird durch die Temperatur des Fluids in der Kapillare moduliert. Vorzugsweise ist das Fluid ein Gas. Jedoch kann das Fluid eine inerte Flüssigkeit sein. Ohne Rücksicht darauf ist das Volumen und der Druck des thermisch expandierbaren Fluids das Mittel, das verwendet wird, um eine Probe in die Kapillare und aus sie heraus zu bewegen.In In its broadest aspect, the methods of the invention are one Directed use of a sample delivery system described above to enter an aliquot of a sample to a desired location. The volume of fluid in a capillary is determined by the temperature of the fluid in the capillary is modulated. Preferably, the fluid is a Gas. However, the fluid may be an inert liquid. Regardless on it is the volume and pressure of the thermally expandable Fluids the agent that is used to sample into the capillary and move out of it.

Die 5A5F geben die verschiedenen Stadien eines Probenabgabesystems während der Anwendung eines Verfahrens der Erfindung wieder. 5A stellt ein Probenabgabesystem der Erfindung vor einer Verwendung und ähnlich zu dem System dar, das in 1 wiedergegeben ist. Ein Ändern der Temperatur eines thermisch expandierbaren Gases in der Kapillare bewirkt, dass sich Gas expandiert oder kontrahiert. Typischerweise, wenn ein Gas erwärmt wird, erhöht sich das Volumen, das es einnimmt, und folglich der Druck in der Kapillare ungefähr entsprechend dem idealen Gasgesetz PV=nRT, wobei P der Druck ist, V das Volumen ist, n die Anzahl von Gasmolekülen ist, R die Konstante 8,314 JK–1 Mol–1 ist und T die Temperatur in Grad Kelvin ist. Wenn das Gas durch das Temperaturregelgerät 14 erwärmt wird und ein Ende der Kapillare gedichtet 13 ist, entweicht das expandierende Gas ("G") durch eine Öffnung in der Kapillare 8, wobei es dem Weg eines kleinsten Widerstandes folgt, wie in 5B dargestellt. Demgemäß wird der Druck in der Kapillare 10 abgesenkt. Anschließend wird die Kapillare 10 in einer Probe 58 (5C) untergetaucht, und das Gas wird gekühlt. Der Druckunterschied zwischen der Außenseite und der Innenseite der Kapillare 10 zwingt ein Aliquot einer Probe 60 in die Kapillare 10. D.h. der Druck außerhalb der Kapillare 10, der durch den Buchstaben "P" in 5C dargestellt ist, "drückt" auf die Probe 58, um den Druck innerhalb und außerhalb der Kapillare 10 ins Gleichgewicht zu bringen. Wie in 5D dargestellt, wird nach Kühlen eine Aliquote der Probe 60 in die Kapillare 10 eingeführt.The 5A - 5F disclose the various stages of a sample delivery system during the application of a method of the invention. 5A FIG. 3 illustrates a sample delivery system of the invention prior to use and similar to the system disclosed in FIG 1 is reproduced. Changing the temperature of a thermally expandable gas in the capillary causes gas to expand or contract. Typically, when a gas is heated, the volume it occupies increases, and hence the pressure in the capillary is approximately equal to the ideal gas law PV = nRT, where P is the pressure, V is the volume, n is the number of gas molecules , R is the constant 8.314 JK -1 mol -1 and T is the temperature in degrees Kelvin. When the gas passes through the temperature control unit 14 is heated and sealed one end of the capillary 13 is, the expanding gas ("G") escapes through an opening in the capillary 8th , following the path of least resistance, as in 5B shown. Accordingly, the pressure in the capillary 10 lowered. Subsequently, the capillary 10 in a sample 58 ( 5C ) and the gas is cooled. The pressure difference between the outside and the inside of the capillary 10 forces an aliquot of a sample 60 into the capillary 10 , That means the pressure outside the capillary 10 indicated by the letter "P" in 5C is shown, "presses" on the sample 58 to the pressure inside and outside the capillary 10 to balance. As in 5D shown, after cooling, an aliquot of the sample 60 into the capillary 10 introduced.

Vorzugsweise ist das Volumen einer Probe, die in die Kapillare eingetragen wird, eine zuvor ausgewählte oder zugemessene Aliquote, die typischerweise durch die Zeit, die die Kapillare 10 in der Probe 60 eingetaucht ist, und die Druckunterschiede, die auf die Probe einwirken, bestimmt ist. Anschließend kann das Aliquot der Probe 60, die in die Kapillare gezogen wird, irgendwo zur weiteren Reaktion und/oder Analyse abgelagert werden (nicht dargestellt).Preferably, the volume of a sample introduced into the capillary is a pre-selected or metered aliquot, typically by the time the capillary 10 in the sample 60 is submerged, and the pressure differences acting on the sample is determined. Subsequently, the aliquot of the sample 60 which is drawn into the capillary, deposited somewhere for further reaction and / or analysis (not shown).

Alternativ können die Probe und Reagenslösungen durch nichtthermische Mittel in eine Kapillare eingeführt und/oder zugemessen werden. Z.B. kann ein Hilfs-Volumenregelgerät in Fluidverbindung mit einer Kapillare verwendet werden, um ein vorbestimmtes Aliquot einer Lösung in die Kapillare einzuführen. Ein anderes Beispiel ist die Verwendung von Kapillarwirkung, um einen Teil der Kapillare zu füllen. Mit der richtigen Konstruktion kann eine vorbestimmte Menge von Lösung in die Kapillare über Kapillarwirkung eingeführt werden, um ein zugemessenes Aliquot zu liefern. Außerdem können mit einer Kapillare mit mehreren offenen Enden und Einführunterkanälen mehrere Lösungen zu einer Kapillare gleichzeitig und in zugemessenen Mengen eingeführt werden. Anschließend an einen Eintritt der Lösung in die Kapillare können thermisch betätigte Volumenänderungen in der Kapillare, wie oben erörtert, verwendet werden, um die Probe und/oder Reagenzien zu anderen Gebieten der Kapillare zu transportieren.Alternatively, the sample and reagent solutions may be introduced and / or metered by nonthermal means into a capillary. For example, an auxiliary volume control device in fluid communication with a capillary may be used to introduce a predetermined aliquot of a solution into the capillary. Another example is the use of capillary action to fill part of the capillary. With the proper construction, a predetermined amount of solution may be introduced into the capillary via capillary action to provide a metered aliquot. In addition, with a capillary having multiple open ends and introduction subchannels, multiple solutions may be co-extruded into a capillary tig and in measured quantities. Subsequent to entry of the solution into the capillary, thermally actuated volume changes in the capillary, as discussed above, may be used to transport the sample and / or reagents to other areas of the capillary.

In gewissen bevorzugten Ausführungsformen, wie in den 5A5F wiedergegeben, kann ein Aliquot der Probe 60 in die Kapillare 10 gezogen werden, so dass das Aliquot der Probe 60 an ein chemisches Reagens 16 abgegeben wird und mit diesem in Kontakt tritt, das in der Kapillare 10 vorbeladen ist. Bei Kontakt des Aliquotes der Probe 60 mit dem chemischen Reagens 16 kann, wenn die Bedingungen geeignet sind, eine chemische Reaktion auftreten, wie in 5E dargestellt. Um eine Reaktion oder Wechselwirkung zu fördern, können die Reaktionsbedingungen unter Verwendung eines zweiten Temperaturregelgeräts (nicht dargestellt) geändert werden, wie oben beschrieben, d.h. durch Erwärmen oder Kühlen desjenigen Bereichs der Kapillare, wo das Reagens 16 angeordnet ist. Anschließend an eine Reaktion können Reaktionsprodukte 62 und andere Komponenten, wie z.B. Ausgangsmaterialien, aus der Kapillare 10 zu einer geeigneten Stelle eluiert werden, indem die Temperatur des Gases in der Nähe des verschlossenen Endes der Kapillare 13 erhöht wird, wie oben beschrieben und in 5F wiedergegeben.In certain preferred embodiments, as in 5A - 5F reproduced, may be an aliquot of the sample 60 into the capillary 10 be pulled, leaving the aliquot of the sample 60 to a chemical reagent 16 is discharged and in contact with this, in the capillary 10 is preloaded. Upon contact of the aliquot of the sample 60 with the chemical reagent 16 if the conditions are suitable, a chemical reaction may occur, as in 5E shown. To promote a reaction or interaction, the reaction conditions may be changed using a second temperature control device (not shown), as described above, ie by heating or cooling that portion of the capillary where the reagent 16 is arranged. Subsequent to a reaction can reaction products 62 and other components, such as starting materials, from the capillary 10 be eluted to a suitable location by adjusting the temperature of the gas near the closed end of the capillary 13 is increased, as described above and in 5F played.

Alternativ können mit dem geeigneten System und Anwendung die Reaktionsprodukte 62 zu einer anderen Zone der Kapillare bewegt werden, indem das Gas in der Nähe des verschlossenen Endes der Kapillare 13 unter Verwendung des Temperaturregelgeräts 14 erwärmt oder gekühlt wird. In einer anderen Zone können die Reaktionsprodukte 62 direkt in der Kapillare analysiert werden oder können mit einem zweiten chemischen Reagens zur möglichen weiteren Reaktion unter den richtigen Bedingungen in Kontakt treten. Es sollte ersichtlich sein, dass, wenn keine Reaktion zwischen der Probe und den Reagenzien austritt, die Probe wie oben bewegt und/oder analysiert werden kann, um eine nützliche Information bereitzustellen, dieselbe, als wenn eine Reaktion aufgetreten wäre.Alternatively, with the appropriate system and application, the reaction products 62 be moved to another zone of the capillary by placing the gas near the closed end of the capillary 13 using the temperature controller 14 is heated or cooled. In another zone, the reaction products 62 can be analyzed directly in the capillary or can contact a second chemical reagent for possible further reaction under the right conditions. It should be understood that if there is no reaction between the sample and the reagents, the sample may be moved and / or analyzed as above to provide useful information, the same as if a reaction had occurred.

Eine andere Technik, die unter Verwendung eines Probenabgabesystems der Erfindung angewandt werden kann, ist als "Blasenabsonderung" bekannt. Ein Aliquot einer Ausgangsprobe wird in eine Kapillare gezogen, die Kapillare wird von der Ausgangsprobe entfernt und dann in eine zweite Probe gesetzt. Die zweite Probe kann eine Lösung von Reagenzien sein. Bei weiterem Kühlen des Gases, das in der Kapillare in der Nähe des verschlossenen Endes eingefangen ist, wird die zweite Probe (oder Reagenzien) in die Kapillare gezogen und beginnt damit, sich mit der Ausgangsprobe an ihrer Grenzfläche zu mischen. Abhängig von vielen Faktoren kann das Mischen der zwei Proben gesteuert werden. Jedoch kann die Einführung der zweiten Probe in die Kapillare anschließend daran erfolgen, dass ein Volumen von Gas zuerst in die Kapillare gezogen wird, was eine "Blase" zwischen der ersten Probe und der zweiten Probe erzeugen würde. Dies ist "Blasenabsonderung", da eine Luftblase die zwei Flüssigkeiten, die in die Kapillare gezogen werden, trennt und ihr Mischen verhindert. Demgemäß können auf Grundlage der zuvor erwähnten Techniken und anderen, die Fachleuten bekannt sind, die unterschiedlichsten nützlichen Prozeduren kontrolliert und implementiert werden, um den speziellen Erfordernissen eines experimentellen Protokolls oder Anwendung zu entsprechen.A another technique using a sample delivery system of the invention can be applied is known as "bladder secretion". An aliquot a source sample is drawn into a capillary, the capillary is removed from the starting sample and then placed in a second sample. The second sample may be a solution of reagents. Upon further cooling of the gas in the Capillary nearby of the closed end becomes the second sample (or reagents) is drawn into the capillary and begins to move to mix with the starting sample at its interface. Depending on Many factors can control the mixing of the two samples. However, the introduction may the second sample into the capillary then make that a Volume of gas is first drawn into the capillary, causing a "bubble" between the first Sample and the second sample. This is "bladder secretion" because of a bubble the two liquids, which are drawn into the capillary, separating and preventing their mixing. Accordingly, on Basis of the aforementioned Techniques and others that are known to professionals, the most diverse useful Procedures are controlled and implemented to the special Requirements of an experimental protocol or application too correspond.

Z.B., wenn die Lösungen mit abgesonderten Blasen (entweder Proben und/oder Reagenzien) zu einem Gebiet der Kapillare transportiert werden, wo der Kapillardurchmesser ansteigt, bildet die Blase nicht länger eine wirkungsvolle Barriere zwischen den zwei Lösungen, und die Lösungen treten miteinander in Kontakt und können sich mischen. Diese Anwendung einer "Blasenabsonderung" ist in 3 wiedergegeben. Wie dargestellt, wurde eine erste Lösung 21 zum offenen Ende des Kanals 8' eingeführt, sequenziell gefolgt durch ein Gas und eine zweite Lösung 21'. Das Ergebnis ist eine Gasblase 23, die die erste Lösung 21 von der zweiten Lösung 21' absondert. Anschließend, wenn sich die Lösungen und die Blase entlang der Längsachse des Kanals weg vom offenen Ende 8' bewegen, treten sie in die Reaktionszone ("C") ein, wo die Blase nicht länger wirkungsvoll ist, um die Lösungen abzusondern, was auf das erhöhte Volumen des Kanals 10' in diesem Gebiet zurückzuführen ist. Als Folge treten die Lösungen in Kontakt miteinander und auch mit den chemischen Reagenzien 16, die fakultativ darin angeordnet sind.For example, as the solutions of separated bubbles (either samples and / or reagents) are transported to an area of the capillary where the capillary diameter increases, the bubble no longer forms an effective barrier between the two solutions and the solutions contact each other can mix. This application of a "bladder secretion" is in 3 played. As shown, became a first solution 21 to the open end of the channel 8th' introduced sequentially followed by a gas and a second solution 21 ' , The result is a gas bubble 23 that the first solution 21 from the second solution 21 ' secretes. Subsequently, as the solutions and the bubble move along the longitudinal axis of the channel away from the open end 8th' move into the reaction zone ("C") where the bubble is no longer effective to segregate the solutions, due to the increased volume of the channel 10 ' in this area. As a result, the solutions come in contact with each other and also with the chemical reagents 16 which are optionally arranged therein.

Um eine Automatisierung der Verfahren, die hierin beschrieben sind, zu unterstützen, ist ein anderer Aspekt der Erfindung ein wissenschaftliches Instrument, das die oben beschriebenen Probenabgabesysteme enthält. Die wissenschaftliche Vorrichtung ermöglicht die wirkungsvolle Automatisierung der Systeme der Erfindung mit ihren Hilfsgeräten und -ausrüstung. Die wissenschaftliche Vorrichtung ermöglicht auch, dass andere Vorrichtungen mit den Abgabesystemen der Erfindung verbunden werden, um zu ermöglichen, dass eine funktionale Konstruktion den Endbenutzererfordernissen entspricht. Z.B. können Analyseninstrumente mit einem wissenschaftlichen Instrument der Erfindung verbunden sein, um eine Analyse von Proben, z.B. zu gegebenen Zeiten im Reaktionszyklus, zu ermöglichen. Analyseninstrumente, die in der Erfindung nützlich sind, sind Fachleuten wohlbekannt und umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, Massenspektrometrieinstrumente, Chromatographiesysteme und verschiedene Detektionsinstrumente, wie z.B. Ultraviolett-, Infrarot-, Fluoreszenz- und Brechungsindex-Detektoren.To assist in automating the methods described herein, another aspect of the invention is a scientific instrument incorporating the sample delivery systems described above. The scientific apparatus enables the efficient automation of the systems of the invention with their auxiliary equipment and equipment. The scientific device also allows other devices to be connected to the delivery systems of the invention to enable a functional design to meet end-user needs. For example, analytical instruments may be associated with a scientific instrument of the invention to enable analysis of samples, eg at given times in the reaction cycle. Analytical instruments useful in the invention are well known to those skilled in the art and include, but are not limited to, mass spectrometry instruments, chromatographic systems and various detection instruments, such as ultraviolet, infrared, fluorescence and refractive index detectors.

Andere nichtbeschränkende Beispiele für Hilfsinstrumente, die in der Erfindung nützlich sind, umfassen Diagnoseinstrumente zur Durchführung von Assays und Synthetisiervorrichtungen zur Automatisierung der Produktion von speziellen Verbindungen, um Teil einer Probe zu werden. Solche Synthetisiervorrichtungen umfassen diejenigen, die kombinatorische Synthesen ausführen können, die das Screenen von Bibliotheken von Verbindungen mit den Abgabesystemen der Erfindung ermöglichen. Sämtliche obigen Instrumente und Geräte können von Hand schrittweise betrieben werden. Jedoch wird eine Vollautomatisierung bevorzugt. Wie für einen Fachmann ersichtlich ist, umfasst eine Automatisierung vorzugsweise einen Mikroprozessor und/oder Computer, der verschiedene Aspekte der Verfahren der Erfindung steuert, aber typischerweise mindestens in Verbindung mit dem Temperaturregelgerät steht.Other non-limiting Examples of auxiliary instruments, useful in the invention include diagnostic tools for performing assays and synthesizers to automate the production of special compounds, to become part of a sample. Such synthesizing devices include those that can perform combinatorial syntheses that screening libraries of compounds with the delivery systems enable the invention. All above instruments and devices can from Hand operated step by step. However, a full automation prefers. As for a person skilled in the art preferably includes automation a microprocessor and / or computer that has different aspects The method of the invention controls, but typically at least in connection with the temperature control unit.

Nach Vorliegen der Offenbarung des grundlegenden Betriebs und der Grudprinzipien, die der Erfindung zugrunde liegen, erkennt ein Fachmann leicht verschiedene Probenabgabe- und chemische Reaktionsschemata/-protokolle, die in Verbindung mit dieser Erfindung verwendet werden können. Z.B. können mehrere Reaktanten in der Kapillare vorhanden sein, jeder durch eine inerte Zone getrennt. Die Variation von Reaktionstemperaturen könnte durch mehrere Temperaturregler, die benachbart zu jedem Satz von Reaktanten angeordnet sind, oder einen zweiten Temperaturregler gesteuert werden, der mehrere Leitungen aufweist, die entsprechend positioniert sind. Folglich können die verschiedensten chemischen Reaktionen und Prozesse durch das Probenabgabesystem der Erfindung gefördert oder durchgeführt werden, einschließlich aber nicht beschränkt auf PCR.To Existence of the disclosure of the basic operation and the basic principles, which are the basis of the invention, a person skilled in the art will recognize slightly different Sample Delivery and Chemical Reaction Schemes / Protocols Shown In Compound can be used with this invention. For example, can several Reactants may be present in the capillary, each by an inert Zone separated. The variation of reaction temperatures could be increased by several Temperature controllers arranged adjacent to each set of reactants are, or a second temperature controller can be controlled, the more Has lines that are positioned accordingly. consequently can the most diverse chemical reactions and processes through the sample delivery system promoted the invention or performed be inclusive but not limited on PCR.

Ein Probenabgabesystem der Erfindung kann verwendet werden, um eine Probe, eine umgesetzte Probe und/oder andere Reaktionsprodukte an eine Vorrichtung zur Analyse abzugeben. Eine besonders bevorzugte Vorrichtung ist in der in gemeinsamem Besitz befindlichen US-A-6375817 beschrieben.One Sample delivery system of the invention can be used to provide a Sample, a reacted sample and / or other reaction products to a To submit device for analysis. A particularly preferred device is described in commonly owned US-A-6375817.

Die oben angegebene Probeanalysenvorrichtung (oder Probenpfropfenbildungsgerät) weist ein Gehäuse auf, das zwei Kanäle begrenzt, die sich schneiden, um eine Verbindung zu bilden, die eine Bildung eines Probenpfropfens fördert. Anschließend an seine Bildung wird der Probenpfropfen entlang einem von den Kanälen, einem Trennkanal, zu einem Analyseninstrument und/oder zur Trennung der Probe vor einer Detektion in ihre einzelnen Komponenten transportiert.The The sample analyzer (or sample plugger) mentioned above has one casing on, the two channels limited, which intersect to form a connection, the promotes formation of a sample plug. Afterwards its formation becomes the sample plug along one of the channels, one Separation channel, to an analytical instrument and / or the separation of Sample transported before detection in their individual components.

Wie in 6 dargestellt, ist ein erster Kanal zur Einführung einer Probe ein Probeneinführkanal 27, und ein zweiter Kanal, der den Probeneinführkanal 27 kreuzt, ist ein Trennkanal 29. Die Vorrichtung umfasst weiter ein Mittel zur Erzeugung von Druckunterschieden bei den Kanälen, wie z.B. eine Vakuumpumpe oder eine peristaltische Pumpe. Die Vorrichtung kann auch einen Spannungsgenerator 43 zur Erzeugung eines Spannungsgradienten entlang dem Trennkanal 29 umfassen. Schließlich kann die Vorrichtung einen Detektor zum Detektieren von Komponenten im Trennkanal umfassen.As in 6 As shown, a first channel for introducing a sample is a sample introduction channel 27 , and a second channel, the sample introduction channel 27 is a separation channel 29 , The apparatus further comprises means for generating pressure differences in the channels, such as a vacuum pump or a peristaltic pump. The device may also include a voltage generator 43 for generating a voltage gradient along the separation channel 29 include. Finally, the device may comprise a detector for detecting components in the separation channel.

Wie oben angegeben, sind in einer bevorzugten Ausführungsform die Kanäle auf einem mikroverfertigten Festkörper gebildet, wie z.B. einem Siliciumdioxid- oder Quarzglassubstrat, das in der Form eines Mikrochip vorliegen kann. Jeder Kanal enthält typischerweise ein geeignetes Medium. Der Trennkanal kann ein Medium zum Trennen von Probenkomponenten auf Grundlage ihrer Ladung oder Größe aufweisen. Das Medium kann z.B. Siebmedien umfassen, wie z.B. Polyacrylamid. Jedoch können andere Siebmedien für eine spezielle Anwendung verwendet werden, wie für einen Fachmann ersichtlich ist. Demgemäß kann ein Probenabgabesystem, das in Verbindung mit einer Probenanalysenvorrichtung verwendet wird, verwendet werden, um eine komplizierte Reaktion, Trennung und Analysenprotokolle, z.B. Immunoassays oder Polynucleotididentifizierungen auszuführen.As As indicated above, in a preferred embodiment, the channels are on one microfabricated solids formed, such. a silica or quartz glass substrate, which may be in the form of a microchip. Each channel typically contains a suitable medium. The separation channel can be a medium for separation of sample components based on their charge or size. The medium may e.g. Sieve media, such as e.g. Polyacrylamide. However, you can other sieve media for a particular application, as will be apparent to one skilled in the art. Accordingly, a Sample dispensing system used in conjunction with a sample analyzer will, be used to a complicated reaction, separation and analysis protocols, e.g. Immunoassays or polynucleotide identifications perform.

Eine Vorrichtung zur Analyse, die in Verbindung mit einem Probenabgabesystem der Erfindung verwendet wird, sorgt für die automatische gleichförmige Herstellung von Probenpfropfen durch die Verwendung von Vakuum und/oder Druck auf die Probeneinführ- und Trennkanäle. Wie in 6 veranschaulicht, bildet der Probeneinführkanal 27 eine Verbindung 33 mit dem Trennkanal 29. Ein Aufbringen von Druck und/oder Vakuum auf den Probeneinführkanal 27, dann den Trennkanal, bewirkt, dass ein Probenpfropfen 35 stromabwärts von der Verbindung 33 im Trennkanal 29 gebildet wird. (Es versteht sich, dass 6 eine schematische Darstellung ist und dass in Wirklichkeit der Probenpfropfen 35 in den Kanälen enthalten ist.) Pfeile 37, 39 und 41 stellen die Richtung eines Probenflusses dar. Ein Spannungsgenerator 43, wenn vorhanden, kann einen Spannungsgradienten axial entlang dem Trennkanal anlegen. Ein Spannungsgradient kann angelegt werden, während ein Druckgradient eine Probe entlang dem Probeneinführkanal vorbei an der Verbindung bewegt, um einen Typ einer Probenpfropfenbildungstechnik anzuwenden, der als "Aufhäufung" bezeichnet wird. Unter Verwendung einer Aufhäufungstechnik kann eine verdünnte Probe vor einer Trennung und/oder Analyse konzentriert werden.An apparatus for analysis used in conjunction with a sample delivery system of the invention provides for the automatic uniform production of sample plugs through the use of vacuum and / or pressure on the sample introduction and separation channels. As in 6 illustrates the Probeneinführkanal 27 a connection 33 with the separation channel 29 , Applying pressure and / or vacuum to the sample introduction channel 27 , then the separation channel, causes a sample plug 35 downstream of the connection 33 in the separation channel 29 is formed. (It is understood that 6 is a schematic representation and that in reality the sample plug 35 contained in the channels.) Arrows 37 . 39 and 41 represent the direction of a sample flow. A voltage generator 43 if present, can apply a voltage gradient axially along the separation channel. A voltage gradient may be applied while a pressure gradient moves a sample along the sample introduction channel past the junction to apply one type of sample plug formation technique, referred to as a "cluster". Using a piling technique, a diluted sample can be separated before separation and / or analysis.

Ein Probenabgabesystem der Erfindung, das in Verbindung mit einer Probenanalysenvorrichtung, die oben beschrieben ist, verwendet wird, sorgt für die schnelle automatische Analyse von biologischen Proben ohne die komplizierte Maschinerie, Zeit und biologische Gefährdungsexposition, die dem Gebrauch von vorhandenen Systeme inhärent ist. 7 stellt ein als Einheit ausgebildetes Probenanalysenvorrichtung und Probenabgabesystemarray dar. Das als Einheit ausgebildete Gerät 62 enthält eine Probekarte 28 mit einer Plattform oder Membran, auf der eine Probe, wie z.B. Blut, abgelagert ist. Die Karte kann z.B. eine IsoCodeTM-Karte (Schleicher & Schuell, King, NH) sein. Das als Einheit ausgebildete Gerät 62 umfasst weiter ein Array von Probenabgabesystemen der Erfindung 6, wie oben beschrieben. Das Gerät 62 enthält eine Mikrochipanordnung 32 mit Probeneinführ- und Trennkanälen, die mit einer Druck/Vakuum-Einheit 34, einer Hochspannungsenergieversorgung 36 und einer Hochdruckpatrone 38 verbunden sind.A sample delivery system of the invention, used in conjunction with a sample analysis apparatus described above, provides for the rapid, automatic analysis of biological samples without the complicated machinery, time, and biological hazard exposure inherent in the use of existing systems. 7 FIG. 12 illustrates a unitized sample analysis device and sample delivery system array. The unitized device 62 contains a sample card 28 with a platform or membrane on which a sample, such as blood, is deposited. The card may be, for example, an IsoCode card (Schleicher & Schuell, King, NH). The unit designed as a unit 62 further includes an array of sample delivery systems of the invention 6 , as described above. The device 62 contains a microchip assembly 32 with sample introduction and separation channels connected to a pressure / vacuum unit 34 , a high voltage power supply 36 and a high pressure cartridge 38 are connected.

In der Nähe des Endes der Trennkanäle der Mikrochipanordnung befindet sich ein optisches Scanningmodul 40. Das optische Scanningmodul detektiert die Anwesenheit von detektierbaren Einheiten, die an der Komponente von Interesse in der Probe gebunden sind. Eine Detektion kann durch Methodiken erreicht werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Extinktion von Ultraviolettstrahlung, Extinktion von sichtbarer Strahlung, Fluoreszenz, Brechungsindex, Raman- oder Massenspektrometrie, Elektrochemie und/oder Leitfähigkeit. Eine Detektion durch Fluoreszenz wird bevorzugt. Fluoreszenzdetektion unter Verwendung dieses Moduls umfasst einen Mikrochiplaserstrahl, der über die Kanäle des Mikrochip 32 scannt. Das Modul kann unter Verwendung von konfokaler Optik Fluoreszenz detektieren.Near the end of the separation channels of the microchip assembly is an optical scanning module 40 , The optical scanning module detects the presence of detectable moieties bound to the component of interest in the sample. Detection may be achieved by methodologies including, but not limited to, ultraviolet radiation absorbance, visible ray absorbance, fluorescence, refractive index, Raman or mass spectrometry, electrochemistry, and / or conductivity. Detection by fluorescence is preferred. Fluorescence detection using this module involves a microchip laser beam passing through the channels of the microchip 32 scans. The module can detect fluorescence using confocal optics.

Das als Einheit ausgebildete Gerät 62 kann weiter eine sterile Deionateinheit 42, eine Siebgelpuffereinheit 44 und eine Mikrokanalwiederaufbereitungslösungseinheit 46 umfassen. Wie in 7 dargestellt, ist jede dieser drei Einheiten in zwei Hälften eingeteilt, wobei eine Hälfte die frischen Lösungen und die andere Hälfte Abfalllösungen enthält.The unit designed as a unit 62 can continue a sterile deionized unit 42 , a Siebgelpuffereinheit 44 and a microchannel reprocessing solution unit 46 include. As in 7 each of these three units is divided into halves, one half containing the fresh solutions and the other half containing waste solutions.

Im Betrieb wird eine Probe auf die Membran der Probenkarte 28 abgelagert, und die Karte wird in das als Einheit ausgebildete Gerät 62 eingesetzt. In diesem Beispiel werden die Zellen in der Probe durch die chemischen Reagenzien, die in der Membran enthalten sind, lysiert. Die zelluläre DNA oder andere Probenkomponenten werden dann auf der Membran durch Erwärmen mit einem Ofen 30 getrocknet. An diesem Punkt kann die Karte entfernt und archiviert werden, oder sie kann bei fortgesetzter Verarbeitung verwendet werden. Alternativ kann ein Guthriepapiertrockenblutblot verwendet werden, um die Probe abzulagern.In operation, a sample is applied to the membrane of the sample card 28 deposited, and the card is in the device formed as a unit 62 used. In this example, the cells in the sample are lysed by the chemical reagents contained in the membrane. The cellular DNA or other sample components are then transferred to the membrane by heating with an oven 30 dried. At this point, the card can be removed and archived, or it can be used with continued processing. Alternatively, a Guthrie paper dry blood blot can be used to deposit the sample.

Nach Trocknen der Probe an die Karte, werden die Kartenmembranen dampfbeheizt, wobei steriles Deionat von der Einheit 42 verwendet wird, um die Probenkomponenten in einer kleinen Menge von Flüssigkeit zu extrahieren. Wie oben beschrieben, werden die verschlossenen Enden der Kapillaren des Array von Probenabgabesystemen 6 erwärmt, um Gas auszustoßen, in eine Position über die Membranen bewegt und in die Flüssigkeit eingetaucht, die die Probe enthält. Beim Kühlen der verschlossenen Enden der Kapillaren kontrahiert das Gas in den Kapillaren, und eine Probe wird in die Kapillaren gezogen. Die Kapillaren sind vorzugsweise mit den Reagenzien vorbeladen, die für die Immunoassay- oder Polynucleotiddetektion, die durchzuführen ist, spezifisch sind, wie oben erwähnt.After drying the sample to the card, the card membranes are steam-heated, with sterile deionized from the unit 42 is used to extract the sample components in a small amount of liquid. As described above, the sealed ends of the capillaries become the array of sample delivery systems 6 heated to expel gas, moved to a position over the membranes and immersed in the liquid containing the sample. As the closed ends of the capillaries cool, the gas in the capillaries contracts and a sample is drawn into the capillaries. The capillaries are preferably preloaded with the reagents specific for the immunoassay or polynucleotide detection to be performed, as mentioned above.

Nach einer geeigneten Reaktionszeit werden die Reaktionsprodukte in den Probeneinführkanälen der Mikrochipanordnung 32 abgelagert. Das Array von Probenabgabesystemen 6 bewegt sich typischerweise, um das offene Ende der Kapillaren über den Probeneinführkanälen zu positionieren. Die verschlossenen Enden der Kapillaren werden dann durch ein Temperaturregelgerät erwärmt, so dass Gas, das im Innern der Kapillare gefangen ist, expandiert und eine Probe aus der Kapillare herauszwingt, wie oben beschrieben. Nach Gebrauch kann das Array von Probenabgabesystemen 6 entsorgt werden, und neue Probenabgabesysteme, die Reagenzien für die nächste Reaktion von Interesse enthalten, können in das als Einheit ausgebildete Gerät 62 eingesetzt werden. Mit den geeigneten Bedingungen und Anwendung kann ein frisches Array von Probenabgabesystemen 6 zum als Einheit ausgebildeten Gerät 62 eingeführt werden, indem eine Spule abrollt wird und auf eine gewünschte Länge zugeschnitten wird.After a suitable reaction time, the reaction products in the sample introduction channels of the microchip assembly 32 deposited. The array of sample delivery systems 6 typically moves to position the open end of the capillaries above the sample introduction channels. The sealed ends of the capillaries are then heated by a temperature controller so that gas trapped inside the capillary expands and forces a sample out of the capillary, as described above. After use, the array of sample delivery systems 6 and new sample delivery systems containing reagents for the next reaction of interest may be incorporated into the unitized device 62 be used. With the appropriate conditions and application can be a fresh array of sample delivery systems 6 to unit designed as a unit 62 are introduced by a coil is unrolled and cut to a desired length.

Nach Ablagerung am Probeneinführkanal der Mikrochipanordnung manipuliert eine Druck/Vakuum-Einheit 34 die Druckgradienten im Innern der Probeneinführ- und Trennkanäle des Mikrochip, wodurch ein Teil der Probe, d.h. ein Probenpfropfen, in den Trennkanal bewegt wird. Ein Ausbringen von Druck entlang dem Trennkanal führt im Wesentlichen zu einer Bildung eines Pfropfens einer Probe im Trennkanal stromabwärts von der Verbindung, wie zuvor in 6 dargestellt.After deposition on the sample introduction channel of the microchip assembly, a pressure / vacuum unit manipulates 34 the pressure gradients in the interior of the sample introduction and separation channels of the microchip, whereby a portion of the sample, ie a sample plug, is moved into the separation channel. Application of pressure along the separation channel substantially results in the formation of a plug of a sample in the separation channel downstream of the compound, as previously discussed in US Pat 6 shown.

Wenn die Trennung Elektrophorese beinhaltet, wird nach Bildung des Probenpfropfens im Trennkanal der Spannungsgenerator 36 verwendet, um einen Spannungsgradienten axial entlang dem Trennkanal des Mikrochip 32 anzulegen, um die Komponenten der Probe zu trennen. Ein Siebmedium wird in die Kanäle des Mikrochip vorgeladen. Der Puffer von der Einheit 44 wird in die Trennkanäle vor Bildung des Probenpfropfens eingespritzt.If the separation involves electrophoresis, after the sample plug has formed in the separation channel, the voltage generator becomes 36 used a voltage gradient axially along the separation channel of the microchip 32 to separate the components of the sample. A sieve medium is in preloaded the channels of the microchip. The buffer of the unit 44 is injected into the separation channels prior to formation of the sample plug.

Wenn die Proben das Ende des Trennkanals erreichen, scannt das optische Scanningmodul 40 die Trennkanäle, um die Anwesenheit der detektierbaren Einheiten zu detektieren, die an den Probenkomponenten angebracht sind, indem eine Reaktion mit den chemischen Reagenzien erfolgt, die im Array von Probenabgabesystemen 6 enthalten sind. Für Polynucleotididentifizierungen werden die Ergebnisse des optischen Scannens mit Daten verglichen, die von Gendiagnoseexperimenten erzeugt wurden. Diese Daten liegen in der Form von Graphen Intensität gegen Zeit vor, die sich beim Bestimmen einer Entsprechungsgleichheit aufsuchen lassen.When the samples reach the end of the separation channel, the optical scanning module scans 40 the separation channels to detect the presence of the detectable entities attached to the sample components by reacting with the chemical reagents in the array of sample delivery systems 6 are included. For polynucleotide identifications, the results of optical scanning are compared to data generated from genetic diagnosis experiments. These data are in the form of graphene intensity vs. time, which can be found in determining a match identity.

Nach Ausführung der Analyse wird Druck von der Hochdruckpatrone 38 verwendet, um einen Druck an beiden Enden des Trennkanals aufzubringen, um die Kanäle der Mikrochipanordnung zu reinigen. Die Kanäle werden dann unter Verwendung einer Wiederaufbereitungslösung von der Einheit 46 wiederaufbereitet. Die Mikrochipanordnung kann dann in nachfolgenden Analysen wiederverwendet werden. Alternativ kann die Mikrochipanordnung nach einer Verwendung entsorgt werden.After running the analysis, pressure is released from the high pressure cartridge 38 used to apply a pressure at both ends of the separation channel to clean the channels of the microchip assembly. The channels are then retrieved from the unit using a reprocessing solution 46 recycled. The microchip assembly can then be reused in subsequent analyzes. Alternatively, the microchip assembly may be disposed of after use.

Verglichen mit der Verwendung von herkömmlichen Volumenregeleinrichtungen, wie z.B. Spritzen und Pumpen, weist ein thermisch gesteuertes Probenabgabesystem der Erfindung weniger bewegliche Teile auf, die verschleißen können oder eine umfassende Wartung erfordern. Außerdem, da das Probenabgabesystem unabhängig von einem Analyseninstrument sein kann, werden andere Vorteile verwirklicht. Z.B. können die Probenabgabekanäle aus kostengünstigen Materialien hergestellt sein, wie z.B. Kunststoffkapillarrohrmaterial, da eine optische Qualität oder integrierte Elektroden nicht erforderlich sind. Demgemäß ist eine Einmalverwendung eines Kanals attraktiv, was einen Reinigungsschritt beseitigen und/oder Querverunreinigung beseitigen kann.Compared with the use of conventional Volume control devices, such as Spraying and pumping, instructs thermally controlled sample delivery system of the invention less movable Parts that wear out can or require extensive maintenance. In addition, because the sample delivery system independently from an analytical tool, other benefits are realized. For example, can the sample delivery channels off inexpensive Be made of materials such. Kunststoffkapillarrohrmaterial, because of an optical quality or integrated electrodes are not required. Accordingly, a One-time use of a channel attractive, which is a cleaning step eliminate and / or eliminate cross-contamination.

Zusätzlich, da die Kanäle typischerweise in einer Analysentechnik nicht direkt verwendet werden, können die Kanäle leicht bewegbar sein und einen höheren Grad an Toleranz zum Positionieren aufweisen. D.h., da das Detektionssystem des Analysengeräts typischerweise stationär bleibt, muss die optische Ausrichtung einer Flüssigkeitsdetektionskapillare während der Analyse einer Mehrzahl von Proben für eine optimale Genauigkeit einmal durchgeführt werden. Weiter, wenn das Probenabgabesystem ein chemisches Reagens enthält und verwendet wird, um eine Reaktion auszuführen, können jegliche teilchenförmigen Stoffe, die vorhanden sind oder während der Reaktion gebildet werden, leicht vor einer Einführung der Reaktionsprodukte zu einem Analysengerät gefiltert werden, wodurch ein Verstopfen und/oder eine ungenaue Analyse verhindert werden. Diese obigen Merkmale ermöglichen, dass eine einfache und kostengünstige Automatisierungsrobotik verwendet wird.In addition, because the channels typically not used directly in an analytical technique, can the channels be easily movable and a higher one Have degree of tolerance for positioning. That is, because the detection system of the analyzer typically stationary remains, must the optical alignment of a liquid detection capillary while the analysis of a plurality of samples for optimal accuracy once performed become. Next, if the sample delivery system is a chemical reagent contains and used to carry out a reaction, any particulates, which are present or during The reaction can be easily formed before the introduction of the Reaction products are filtered to an analyzer, whereby Clogging and / or inaccurate analysis can be prevented. These allow the above features that a simple and inexpensive Automation robotics is used.

Verglichen mit einer Verwendung von Kapillarwirkung, um Chemikalien abzugeben, zu mischen und/oder umzusetzen, zeigt ein Probenabgabesystem der Erfindung, das Druck verwendet, mehrere Vorteile. Die Oberfläche eines Kanals eines Probenabgabesystems der Erfindung kann hydrophil oder hydrophob sein, im Gegensatz zu einer Kapillarwirkungsoberfläche, die eine hydrophile Oberfläche erfordert. Auch mit Bezug auf die Oberfläche des Kanals ist die Reproduzierbarkeit einer Probenlösungszumessung unabhängig von Oberflächencharakteristiken und Probenbestandteilen. Zusätzlich ermöglicht das Probenabgabesystem der Erfindung eine direkte Kontrolle über das Zumessen von Proben und Reagenzien und ermöglicht, dass eine Blasenabsonderung routinemäßig praktiziert wird.Compared with a use of capillary action to deliver chemicals to mix and / or implement, shows a sample delivery system of Invention using pressure has several advantages. The surface of a Channel of a sample delivery system of the invention may be hydrophilic or hydrophobic be, as opposed to a capillary action surface, the a hydrophilic surface requires. Also with respect to the surface of the channel is the reproducibility a Probenlösungszumessung independently of surface characteristics and sample components. additionally allows that Sample delivery system of the invention has a direct control over the Metering samples and reagents and allowing a blistering routinely practiced becomes.

Verglichen mit elektroosmotischem Fluss zur Abgabe, zum Mischen und/oder Umsetzen von Chemikalien, zeigt ein Probenabgabesystem der Erfindung, das Druck verwendet, einige derselben Vorteile, verglichen mit einer Verwendung einer oben erörterten Kapillarwirkung, d.h. Oberflächencharakteristiken und Reproduzierbarkeit einer Lösungszumessung. Außerdem ist das Probenabgabesystem der Erfindung typischerweise in seiner Lösungszusammensetzung zur Durchführung einer Analyse und/oder von chemischen Reaktionen unbeschränkt. D.h. Variablen, wie z.B. pH, Ionenstärke, Pufferzusammensetzung, chemische Zusatzmittel und Lösungsmittel, sind häufig unbeschränkt, abhängig von der speziellen Anwendung. Diese Variablen sind typischerweise beschränkt, damit ein wirkungsvoller elektroosmotischer Fluss auftritt.Compared with electroosmotic flow for delivery, mixing and / or reaction of chemicals, shows a sample delivery system of the invention that Pressure uses some of the same benefits compared to one Use of one discussed above Capillary action, i. surface characteristics and reproducibility of a solution metering. Furthermore the sample delivery system of the invention is typically in its solution composition to carry out analysis and / or chemical reactions. That Variables, such as pH, ionic strength, Buffer composition, chemical additives and solvents, are common unlimited, dependent from the special application. These variables are typical limited, so that an effective electro-osmotic flow occurs.

Deshalb ermöglicht, wie oben beschrieben, die vorliegende Erfindung eine Hochgeschwindigkeitsabgabe von Proben zur Ausführung von mikrodimensionierten Reaktionen und/oder Analyse von biologischen Proben ohne die Kompliziertheit, Zeit, Arbeit und die biologische Gefährdungsexposition herkömmlicher Techniken. Zusätzliche Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung sind bei Betrachtung der vorhergehenden Offenbarung ersichtlich. Demgemäß ist der Bereich der Erfindung nur durch den Bereich der angefügten Ansprüche beschränkt.Therefore allows As described above, the present invention provides high-speed delivery of samples for execution from micro-sized reactions and / or analysis of biological Samples without the complexity, time, labor and biological risk exposure conventional Techniques. additional Aspects and embodiments of the invention are in view of the foregoing disclosure seen. Accordingly, the Scope of the invention limited only by the scope of the appended claims.

Die Erfindung kann in anderen spezifische Formen verwirklicht sein.The The invention may be embodied in other specific forms.

Claims (10)

Thermisch gesteuertes Probenabgabesystem, umfassend: ein Gehäuse, das einen Kanal begrenzt, wobei der Kanal ein offenes Ende und ein verschlossenes Ende umfasst; und ein Temperaturregelgerät in thermischer Verbindung mit dem verschlossenen Ende des Kanals, um die Temperatur eines thermisch expandierbaren Fluids zu regeln, das im Kanal angeordnet ist, um eine Probe in den Kanal zu fördern; dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: eine Isoliertrennwand im Kanal, einen äußeren Isolator in thermischer Verbindung mit dem Kanal oder eine Kombination von beidem.Thermally controlled sample delivery system comprising: a housing defining a channel, the channel including an open end and a closed end; and a temperature control device in thermal communication with the closed end of the channel to control the temperature of a thermally expandable fluid disposed in the channel to convey a sample into the channel; characterized in that it further comprises: an insulating partition in the channel, an outer insulator in thermal communication with the channel, or a combination of both. Thermisch gesteuertes Probenabgabesystem nach Anspruch 1: (a) bei dem das Gehäuse eine Kapillare umfasst; und fakultativ die Kapillaroberfläche nicht benetzbar ist; (b) weiter umfassend ein Array der Kanäle; (c) bei dem der Kanal eine Mehrzahl von offenen Enden und eine Mehrzahl von Einführunterkanälen umfasst, die eine Verbindung der offenen Enden mit dem Kanal herstellen; (d) bei dem das Gehäuse eine Mehrzahl von Kanälen begrenzt, wobei die Mehrzahl von Kanälen ein gemeinsames verschlossenes Ende umfasst; und/oder (e) bei dem das thermisch expandierbare Fluid ein Gas ist.Thermally controlled sample delivery system according to claim 1: (a) where the housing a capillary comprises; and, optionally, the capillary surface is not is wettable; (b) further comprising an array of the channels; (C) wherein the channel has a plurality of open ends and a plurality includes introductory subchannels, connecting the open ends to the channel; (D) where the case limits a plurality of channels, the plurality of channels includes a common closed end; and or (e) at the thermally expandable fluid is a gas. Thermisch gesteuertes Probenabgabesystem nach Anspruch 1, weiter umfassend mindestens ein chemisches Reagens, das im Kanal angeordnet ist; und fakultativ: (a) bei dem das chemische Reagens im Kanal unbeweglich gemacht ist; (b) bei dem das chemische Reagens aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Oligonucleotid, einer Peptidnucleinsäure, einem bindenden Protein, einem Enzym, einem Substrat, einem Liganden, einem Rezeptor, einem Antikörper und einem Antigen besteht; (c) weiter umfassend einen Stabilisator für das chemische Reagens; (d) bei dem das chemische Reagens mit einer detektierbaren Einheit oder einer chemischen modifizierenden Einheit markiert ist; und/oder (e) bei dem das chemische Reagens einen ersten Satz von chemischen Reagenzien und einen zweiten Satz von chemischen Reagenzien umfasst und der erste Satz von chemischen Reagenzien von dem zweiten Satz von chemischen Reagenzien im Abstand angeordnet ist.Thermally controlled sample delivery system according to claim 1, further comprising at least one chemical reagent in the channel is arranged; and optionally: (a) where the chemical reagent immobilized in the canal; (b) where the chemical Reagent selected from the group is composed of an oligonucleotide, a peptide nucleic acid, a binding protein, an enzyme, a substrate, a ligand, a receptor, an antibody and an antigen exists; (c) further comprising a stabilizer for the chemical reagent; (d) where the chemical reagent has a detectable moiety or a chemical modifying moiety is marked; and or (e) where the chemical reagent has a first set of chemical reagents and a second set of includes chemical reagents and the first set of chemical Reagents from the second set of chemical reagents in the distance is arranged. Thermisch gesteuertes Probenabgabesystem nach Anspruch 1: (a) bei dem der Kanal ein polymeres Rohrmaterial ist oder in ein Polymer eingeformt ist; (b) bei dem der Kanal durch Umschließen eines in Längsrichtung offenen Kanals gebildet ist, der in ein organisches oder ein anorganisches Substrat, das das Gehäuse begrenzt, geätzt oder eingeformt worden ist; (c) bei dem der Kanal einen nicht konstanten Innendurchmesser umfasst; (d) weiter umfassend ein Volumenregelgerät in Verbindung mit dem Kanal; und/oder (e) weiter umfassend ein zweites Temperaturregelgerät; und fakultativ, bei dem das zweite Temperaturregelgerät eine erste Leitung und eine zweite Leitung begrenzt, wo die Temperatur von jeder von den Leitungen unabhängig geregelt wird; und weiter fakultativ, bei dem sich das zweite Temperaturregelgerät parallel zum Kanal bewegt.Thermally controlled sample delivery system according to claim 1: (a) wherein the channel is a polymeric tubing or is molded in a polymer; (b) where the channel is through Enclose one in the longitudinal direction open channel formed into an organic or an inorganic Substrate, which is the case limited, etched or has been molded; (c) where the channel is not one constant internal diameter comprises; (d) further comprising Volume control device in connection with the channel; and or (e) further comprising a second temperature control device; and optionally, wherein the second temperature control device is a first Line and a second line limited where the temperature of each one independent of the lines is regulated; and further optionally, in which the second temperature control device is parallel moved to the channel. Wissenschaftliches Instrument, umfassend das thermisch gesteuerte Probenabgabesystem nach einem der Ansprüche 1–4.Scientific instrument, including thermal Controlled sample delivery system according to any one of claims 1-4. Wissenschaftliches Instrument nach Anspruch 5, weiter umfassend einen Rechner in Verbindung mit dem Temperaturregelgerät, um das Temperaturregelgerät zu steuern.Scientific instrument according to claim 5, further comprising a computer in connection with the temperature control device to the Temperature control device to control. Verfahren zur Abgabe einer Probe in einen Kanal, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen eines thermisch gesteuerten Abgabesystems, umfassend (i) ein Gehäuse, das einen Kanal begrenzt, wobei der Kanal ein offenes Ende und ein verschlossenes Ende umfasst; und (ii) eine Isoliertrennwand im Kanal, einen äußeren Isolator in thermischer Verbindung mit dem Kanal oder eine Kombination von beidem; und (iii) ein Temperaturregelgerät in thermischer Verbindung mit dem verschlossenen Ende des Kanals; (b) Einwirkenlassen einer Probe auf das offene Ende des Kanals, um die Probe in den Kanal einzuführen; und (c) Kontrahieren eines thermisch expandierbaren Fluids, das im Kanal angeordnet ist, unter Verwendung des Temperaturregelgeräts, um die Probe in den Kanal zu fördern.Method for dispensing a sample into a channel, comprising the steps: (a) providing a thermally controlled Delivery system comprising (i) a housing defining a channel, the channel comprising an open end and a closed end; and (ii) an insulating partition in the channel, an outer insulator in thermal communication with the channel or a combination of in which; and (iii) a temperature control device in thermal communication with the closed end of the canal; (b) exposure a sample on the open end of the channel to the sample in the Introduce channel; and (C) Contracting a thermally expandable fluid in the channel is arranged, using the temperature control device to the To encourage sample into the canal. Verfahren nach Anspruch 7: (i) bei dem ein Einführen der Probe in den Kanal durch nicht thermisch geregelte Einrichtungen bewerkstelligt wird; (ii) weiter umfassend den Schritt: Expandieren des thermisch expandierbaren Fluids; (iii) weiter umfassend den Schritt: Expandieren des thermisch expandierbaren Fluids im Anschluss an Schritt (c), um einen Teil der Probe auszustoßen; (iv) bei dem der Kanal eine Kapillare umfasst; (v) bei dem das thermisch expandierbare Fluid ein Gas umfasst; (vi) weiter umfassend den Schritt: Bereitstellen eines zweiten Temperaturregelgeräts in thermischer Verbindung mit dem Kanal, um eine Temperatur unabhängig zu regeln; (vii) weiter umfassend den Schritt: Analysieren auf eine Komponente in der Probe; und/oder (viii) weiter umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen eines Probenpfropfenbildungsgeräts, umfassend: ein Gehäuse, das begrenzt einen eine Längsachse umfassenden Trennkanal und einen Einführkanal, der zur Längsachse nicht parallel ist und eine Verbindungsstelle mit dem Trennkanal bildet, um eine zu analysierende Probe zu fördern; und ein Druckregelgerät in Verbindung mit dem Trennkanal und dem Einführkanal; (b) Aufbringen eines Druckunterschieds auf den Einführkanal, um einen Teil der Probe in Verbindung mit dem Einführkanal zur Verbindungsstelle zu fördern; (c) Aufbringen eines zweiten Druckunterschieds auf den Trennkanal, um einen anderen Teil der Probe in der Verbindungsstelle in den Trennkanal zu fördern, um einen Probenpfropfen zu bilden; und den Schritt: Expandieren des thermisch expandierbaren Fluids im Anschluss an Schritt (c), um einen Teil der Probe auszustoßen.A method according to claim 7: (i) in which introduction of the sample into the channel is accomplished by non-thermally controlled means; (ii) further comprising the step of: expanding the thermally expandable fluid; (iii) further comprising the step of: expanding the thermally expandable fluid following step (c) to eject a portion of the sample; (iv) wherein the channel comprises a capillary; (v) wherein the thermally expandable fluid comprises a gas; (vi) further comprising the step of: providing a second temperature control device in thermal communication with the channel to independently regulate a temperature; (vii) further comprising the step of: analyzing for a component in the sample; and / or (viii) further comprising the steps of: (a) providing a sample plug formation amount apparatus comprising: a housing defining a separation channel including a longitudinal axis and an insertion channel which is non-parallel to the longitudinal axis and forms a junction with the separation channel to convey a sample to be analyzed; and a pressure regulator in communication with the separation channel and the insertion channel; (b) applying a pressure differential to the introduction channel to deliver a portion of the sample in communication with the insertion channel to the junction; (c) applying a second pressure differential to the separation channel to convey another portion of the sample into the separation channel at the junction to form a sample plug; and the step of expanding the thermally expandable fluid following step (c) to eject a portion of the sample. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Kanal weiter mindestens ein chemisches Reagens umfasst, das darin angeordnet ist; und fakultativ: (a) bei dem das chemische Reagens im Kanal unbeweglich gemacht ist; (b) bei dem das chemische Reagens aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Oligonucleotid, einer Peptidnucleinsäure, einem bindenden Protein, einem Enzym, einem Substrat, einem Liganden, einem Rezeptor, einem Antikörper und einem Antigen besteht; (c) weiter umfassend einen Stabilisator für das chemische Reagens; (d) bei dem das chemische Reagens mit einer detektierbaren Einheit oder einer chemischen modifizierenden Einheit markiert ist; und/oder (e) bei dem das chemische Reagens einen ersten Satz von chemischen Reagenzien und einen zweiten Satz von chemischen Reagenzien umfasst und der erste Satz von chemischen Reagenzien von dem zweiten Satz von chemischen Reagenzien im Abstand angeordnet ist.The method of claim 7, wherein the channel continues comprises at least one chemical reagent disposed therein is; and optionally: (a) where the chemical reagent in the channel is immobilized; (b) where the chemical reagent selected from the group is composed of an oligonucleotide, a peptide nucleic acid, a binding protein, an enzyme, a substrate, a ligand, a receptor, an antibody and an antigen exists; (c) further comprising a stabilizer for the chemical reagent; (d) where the chemical reagent has a detectable moiety or a chemical modifying moiety is marked; and or (e) where the chemical reagent has a first set of chemical reagents and a second set of includes chemical reagents and the first set of chemical Reagents from the second set of chemical reagents in the distance is arranged. Verfahren zur Abgabe von Proben in einen Kanal, die durch ein Gas getrennt sind, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Bereitstellen eines thermisch gesteuerten Abgabesystems nach einem der Ansprüche 1–4; (b) Einwirkenlassen einer ersten Probe auf das offene Ende des Kanals; (c) Kontrahieren eines thermisch expandierbaren Fluids, das im Kanal angeordnet ist, unter Verwendung des Temperaturregelgeräts, um mindestens einen Teil der ersten Probe in den Kanal zu fördern; (d) Einwirkenlassen eines Gases auf das offene Ende des Kanals; (e) Kontrahieren eines thermisch expandierbaren Fluids, das im Kanal angeordnet ist, unter Verwendung des Temperaturregelgeräts, um ein Volumen des Gases in den Kanal zu fördern; (f) Einwirkenlassen einer zweiten Probe auf das offene Ende des Kanals; (g) Kontrahieren eines thermisch expandierbaren Fluids, das im Kanal angeordnet ist, unter Verwendung des Temperaturregelgeräts, um mindestens einen Teil der zweiten Probe in den Kanal zu fördern.Method for dispensing samples into a channel, which are separated by a gas, the method comprising the steps includes: (a) providing a thermally controlled delivery system according to one of the claims 1-4; (B) Exposing the open end of the channel to a first sample; (C) Contracting a thermally expandable fluid in the channel is arranged, using the temperature control device, at least to convey a portion of the first sample into the channel; (d) exposure a gas on the open end of the channel; (e) Contract a thermally expandable fluid disposed in the channel, using the temperature control device to control a volume of the gas to promote the channel; (F) Exposing the open end of the channel to a second sample; (G) Contracting a thermally expandable fluid in the channel is arranged, using the temperature control device, at least to convey a portion of the second sample into the canal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010053749A1 (en) * 2010-12-08 2012-06-14 Eads Deutschland Gmbh Device for identifying biotic particles
DE102011054659A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 AeroMegt GmbH Method and device for measuring aerosols in a large volume flow

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020006359A1 (en) * 1998-11-25 2002-01-17 Affymetrix, Inc. Microplate sample and reagent loading system
US6571651B1 (en) * 2000-03-27 2003-06-03 Lifescan, Inc. Method of preventing short sampling of a capillary or wicking fill device
SE0004296D0 (en) * 2000-11-23 2000-11-23 Gyros Ab Device and method for the controlled heating in micro channel systems
WO2002097421A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Japan Science And Technology Agency Electrophoresis methods
JP2003043041A (en) * 2001-08-01 2003-02-13 Canon Inc Liquid ejection device and sample carrier manufacturing device
US6919058B2 (en) * 2001-08-28 2005-07-19 Gyros Ab Retaining microfluidic microcavity and other microfluidic structures
FR2831081B1 (en) * 2001-10-24 2004-09-03 Commissariat Energie Atomique PARALLELISED AND SYNCHRONIZED INJECTION DEVICE FOR SEQUENTIAL INJECTIONS OF DIFFERENT REAGENTS
US20030148539A1 (en) * 2001-11-05 2003-08-07 California Institute Of Technology Micro fabricated fountain pen apparatus and method for ultra high density biological arrays
EP1323474A1 (en) * 2001-12-31 2003-07-02 Corning Incorporated Device and process for simultaneous transfer of liquids
JP3740528B2 (en) * 2002-02-05 2006-02-01 独立行政法人産業技術総合研究所 Fine particle manufacturing method
EP2302389B1 (en) * 2002-05-09 2018-01-24 The University of Chicago Device and method for pressure-driven plug transport and reaction
DE10222228A1 (en) 2002-05-16 2003-11-27 Roche Diagnostics Gmbh Micropump with heating elements for pulsed operation
FR2853326B1 (en) * 2003-04-07 2005-05-06 Biomerieux Sa METHOD FOR DETECTION AND / OR IDENTIFICATION OF BACTERIA PRESENT IN A SAMPLE
EP3718635A1 (en) 2003-07-31 2020-10-07 Handylab, Inc. Processing particle-containing samples
WO2005121780A2 (en) * 2003-12-09 2005-12-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Methods and apparatus for characterizing, measuring, and dispensing fluids
US8852862B2 (en) * 2004-05-03 2014-10-07 Handylab, Inc. Method for processing polynucleotide-containing samples
US20050254995A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Harvard Apparatus, Inc. Devices and methods to immobilize analytes of interest
US7276720B2 (en) * 2004-07-19 2007-10-02 Helicos Biosciences Corporation Apparatus and methods for analyzing samples
US20060012793A1 (en) * 2004-07-19 2006-01-19 Helicos Biosciences Corporation Apparatus and methods for analyzing samples
US8475735B2 (en) * 2004-11-01 2013-07-02 Uma Mahesh Babu Disposable immunodiagnostic test system
US20070070349A1 (en) * 2005-09-23 2007-03-29 Helicos Biosciences Corporation Optical train and method for TIRF single molecule detection and analysis
US20060286566A1 (en) * 2005-02-03 2006-12-21 Helicos Biosciences Corporation Detecting apparent mutations in nucleic acid sequences
FR2891720B1 (en) * 2005-10-06 2007-12-14 Seb Sa LIQUID HEATING DEVICE FOR AN ELECTRICAL APPLIANCE.
US11806718B2 (en) 2006-03-24 2023-11-07 Handylab, Inc. Fluorescence detector for microfluidic diagnostic system
US10900066B2 (en) 2006-03-24 2021-01-26 Handylab, Inc. Microfluidic system for amplifying and detecting polynucleotides in parallel
US9040288B2 (en) 2006-03-24 2015-05-26 Handylab, Inc. Integrated system for processing microfluidic samples, and method of using the same
US7629124B2 (en) 2006-06-30 2009-12-08 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Real-time PCR in micro-channels
US8709787B2 (en) 2006-11-14 2014-04-29 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge and method of using same
US8182763B2 (en) 2007-07-13 2012-05-22 Handylab, Inc. Rack for sample tubes and reagent holders
US9186677B2 (en) 2007-07-13 2015-11-17 Handylab, Inc. Integrated apparatus for performing nucleic acid extraction and diagnostic testing on multiple biological samples
US8105783B2 (en) 2007-07-13 2012-01-31 Handylab, Inc. Microfluidic cartridge
US8287820B2 (en) 2007-07-13 2012-10-16 Handylab, Inc. Automated pipetting apparatus having a combined liquid pump and pipette head system
CN101842160B (en) * 2007-09-10 2014-04-30 奥索临床诊断有限公司 Aspirating and dispensing small volumes of liquids
US9241596B2 (en) * 2008-02-19 2016-01-26 Medela Holding Ag Breastmilk handling apparatus
WO2010056883A1 (en) 2008-11-12 2010-05-20 Ventana Medical Systems, Inc. Methods and apparatuses for heating slides carrying specimens
CN201839457U (en) * 2010-05-24 2011-05-18 小田(中山)实业有限公司 Heaters and instant electric water heaters
WO2011156687A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 Serigene, Llc Apparatus for fluidic sample processing
US9816131B2 (en) 2010-08-02 2017-11-14 Dxna Llc Pressurizable cartridge for polymerase chain reactions
ES2617599T3 (en) 2011-04-15 2017-06-19 Becton, Dickinson And Company Real-time scanning microfluidic thermocycler and methods for synchronized thermocycling and optical scanning detection
CN104040238B (en) 2011-11-04 2017-06-27 汉迪拉布公司 Polynucleotides sample preparation apparatus
AU2013202778A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Gen-Probe Incorporated Systems, methods, and apparatuses for performing automated reagent-based assays
US9995659B1 (en) 2013-03-15 2018-06-12 Mayeaux Holding Llc Wet gas lateral sampling system and method
US10690570B1 (en) 2013-03-15 2020-06-23 Mayeaux Holding, Llc Modular conditioning component improvements and methods associated therewith
US10866167B1 (en) 2013-03-15 2020-12-15 Maveaux Holdina LLC Wet gas lateral sampling system and method
US10641687B1 (en) 2013-03-15 2020-05-05 Mayeaux Holding, Llc Wet gas sample probe, vaporizing regulator, and methods associated therewith
US10613004B1 (en) 2017-06-06 2020-04-07 Mayeaux Holding, Llc Wet gas sample system
US10436678B1 (en) * 2017-06-06 2019-10-08 Mayeaux Holding Llc Wet gas sample system
US20160288118A1 (en) 2013-03-20 2016-10-06 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Pipette components useful for medical diagnostics
US20160169451A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Fccl Partnership Process and system for delivering steam

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1584267A (en) * 1922-01-17 1926-05-11 Young Jacob Still
US2653214A (en) * 1951-02-16 1953-09-22 A A Morgan Electric test bottle bath
US2770707A (en) * 1954-02-18 1956-11-13 Anthony G Jordan Test tube heater
US2932718A (en) * 1957-06-25 1960-04-12 Thomas D Kinney Test tube warmer
US4315754A (en) 1979-08-28 1982-02-16 Bifok Ab Flow injection analysis with intermittent flow
US4426451A (en) 1981-01-28 1984-01-17 Eastman Kodak Company Multi-zoned reaction vessel having pressure-actuatable control means between zones
US4683195A (en) 1986-01-30 1987-07-28 Cetus Corporation Process for amplifying, detecting, and/or-cloning nucleic acid sequences
JPH0698303B2 (en) * 1985-04-25 1994-12-07 住友重機械工業株式会社 Micro reaction and preparative equipment
US4845025A (en) * 1987-11-10 1989-07-04 Coulter Corporation Biological sample mixing apparatus and method
DE3741664C1 (en) * 1987-12-09 1989-08-10 Draegerwerk Ag Colorimetric test tube
US5240576A (en) 1988-02-16 1993-08-31 Applied Biosystems, Inc. Capillary electrophoresis
DE3902402C1 (en) * 1989-01-27 1990-06-13 Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck, De
US4906344A (en) 1989-06-22 1990-03-06 Bio-Rad Laboratories, Inc. Thermal technique for bulk fluid movement in capillary electrophoresis
US4979365A (en) 1989-09-25 1990-12-25 Actronics Incorporated Electrothermally operated actuator
US5770029A (en) * 1996-07-30 1998-06-23 Soane Biosciences Integrated electrophoretic microdevices
US5273907A (en) 1990-05-16 1993-12-28 Mats Malmquist Method and means for perform biochemical reactions
US5287758A (en) 1991-01-26 1994-02-22 Behringwerke Ag Temperature controlled pipette tube
CA2058648C (en) 1991-01-26 2003-02-18 Manfred Geib Pipette tube
US5637469A (en) * 1992-05-01 1997-06-10 Trustees Of The University Of Pennsylvania Methods and apparatus for the detection of an analyte utilizing mesoscale flow systems
US5304487A (en) 1992-05-01 1994-04-19 Trustees Of The University Of Pennsylvania Fluid handling in mesoscale analytical devices
WO1993022058A1 (en) 1992-05-01 1993-11-11 Trustees Of The University Of Pennsylvania Polynucleotide amplification analysis using a microfabricated device
US5302264A (en) 1992-09-02 1994-04-12 Scientronix, Inc. Capillary eletrophoresis method and apparatus
US5482608A (en) 1993-01-19 1996-01-09 Hewlett Packard Company Capillary electrophoresis flow control system
EP0636413B1 (en) 1993-07-28 2001-11-14 PE Corporation (NY) Nucleic acid amplification reaction apparatus and method
US5410130A (en) * 1994-04-20 1995-04-25 Ericomp, Inc. Heating and temperature cycling
US5700695A (en) * 1994-06-30 1997-12-23 Zia Yassinzadeh Sample collection and manipulation method
US6001229A (en) 1994-08-01 1999-12-14 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis
US5500071A (en) 1994-10-19 1996-03-19 Hewlett-Packard Company Miniaturized planar columns in novel support media for liquid phase analysis
US5645702A (en) 1995-06-07 1997-07-08 Hewlett-Packard Company Low voltage miniaturized column analytical apparatus and method
US5646048A (en) 1995-07-24 1997-07-08 Hewlett-Packard Company Microcolumnar analytical apparatus with microcolumnar flow gating interface and method of using the apparatus
US5958344A (en) * 1995-11-09 1999-09-28 Sarnoff Corporation System for liquid distribution
US5650846A (en) 1995-11-21 1997-07-22 Hewlett-Packard Company Microcolumnar analytical system with optical fiber sensor
EP0862708A4 (en) 1995-12-18 1998-11-25 Armand P Neukermans Microfluidic valve and integrated microfluidic system
US6399023B1 (en) * 1996-04-16 2002-06-04 Caliper Technologies Corp. Analytical system and method
US5942443A (en) * 1996-06-28 1999-08-24 Caliper Technologies Corporation High throughput screening assay systems in microscale fluidic devices
US5779868A (en) 1996-06-28 1998-07-14 Caliper Technologies Corporation Electropipettor and compensation means for electrophoretic bias
US6391622B1 (en) * 1997-04-04 2002-05-21 Caliper Technologies Corp. Closed-loop biochemical analyzers
US6235471B1 (en) * 1997-04-04 2001-05-22 Caliper Technologies Corp. Closed-loop biochemical analyzers
DE19717085C2 (en) * 1997-04-23 1999-06-17 Bruker Daltonik Gmbh Processes and devices for extremely fast DNA multiplication using polymerase chain reactions (PCR)
US5976336A (en) 1997-04-25 1999-11-02 Caliper Technologies Corp. Microfluidic devices incorporating improved channel geometries
DE19738808B4 (en) * 1997-09-05 2005-09-15 Dräger Safety AG & Co. KGaA Gas Detection Tubes
US6258170B1 (en) * 1997-09-11 2001-07-10 Applied Materials, Inc. Vaporization and deposition apparatus
US6306590B1 (en) * 1998-06-08 2001-10-23 Caliper Technologies Corp. Microfluidic matrix localization apparatus and methods
US6375901B1 (en) * 1998-06-29 2002-04-23 Agilent Technologies, Inc. Chemico-mechanical microvalve and devices comprising the same
US6086740A (en) * 1998-10-29 2000-07-11 Caliper Technologies Corp. Multiplexed microfluidic devices and systems
US6171850B1 (en) * 1999-03-08 2001-01-09 Caliper Technologies Corp. Integrated devices and systems for performing temperature controlled reactions and analyses
US6375817B1 (en) 1999-04-16 2002-04-23 Perseptive Biosystems, Inc. Apparatus and methods for sample analysis
EP1269140A4 (en) * 2000-03-28 2003-05-02 Caliper Techn Corp Methods of reducing fluid carryover in microfluidic devices

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010053749A1 (en) * 2010-12-08 2012-06-14 Eads Deutschland Gmbh Device for identifying biotic particles
DE102010053749B4 (en) * 2010-12-08 2015-02-19 Airbus Defence and Space GmbH Device for identifying biotic particles
DE102011054659A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 AeroMegt GmbH Method and device for measuring aerosols in a large volume flow
DE102011054659A9 (en) * 2011-10-20 2013-07-04 AeroMegt GmbH Method and device for measuring aerosols in a large volume flow

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